Consumption of Fluoroethylene Carbonate (FEC) on Si-C Composite Electrodes for Li-Ion Batteries
Notice bibliographique
Résumé
The electrolyte additive fluoroethylene carbonate (FEC) is known to significantly improve the lifetime of Li-ion batteries with silicon anodes. In this work, we show that FEC can indeed improve the lifetime of silicon-carbon composite anodes but is continuously consumed during electrochemical cycling. By the use of 19 F-NMR spectroscopy and charge/discharge cycling we demonstrate that FEC is only capable to stabilize the cell performance as long as FEC is still remaining in the cell. Its total consumption causes a significant increase of the cell polarization leading to a rapid capacity drop. We show with On-line Electrochemical Mass Spectrometry (OEMS) that the presence of FEC in the electrolyte prohibits the reduction of other electrolyte components almost entirely. Consequently, the cumulative irreversible capacity until the rapid capacity drop correlates linearly with the specific amount of FEC (in units of μmol FEC /mg electrode ) in the cell. The latter quantity therefore determines the lifetime of silicon anodes rather than the concentration of FEC in the electrolyte. By correlating the cumulative irreversible capacity and the specific amount of FEC in the cell, we present an easy tool to predict how much cumulative irreversible capacity can be tolerated until all FEC will be consumed in either half-cells or full-cells. We further demonstrate that four electrons are consumed for the reduction of one FEC molecule and that one carbon dioxide molecule is released for every FEC molecule that is reduced. Using all information from this study and combining it with previous reports in literature, a new reductive decomposition mechanism for FEC is proposed yielding CO 2 , LiF, Li 2 O, Li 2 CO 3 , H 2 and a partially cross-linked polymer.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».