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Enregistrement W2523231573 · doi:10.1149/ma2016-02/3/273

Reducing Impedance Growth in Li[Ni<sub>0.4</sub>Mn<sub>0.4</sub>Co<sub>0.2</sub>]O<sub>2</sub>/Graphite Pouch Cells Using Optimized Cell Components and Electrolytes

2016· article· en· W2523231573 sur OpenAlexaff
K. J. Nelson, J. R. Dahn

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2016
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueAdvancements in Battery Materials
Établissements canadiensDalhousie University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésElectrolyteMaterials scienceGraphiteElectrodeAnalytical Chemistry (journal)CeramicChemical engineeringComposite materialChemistryOrganic chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Introduction It has been shown that Li[Ni0.4Mn0.4Co0.2]O2 (NMC442)/graphite cells exhibit severe capacity fade due to impedance growth at the positive electrode when exposed to high potential for extended periods of time.1 An increase in the diameter of the AC impedance spectra is primarily due to increases in the resistance of the positive electrode solid electrolyte interphase (SEI) layer, whereas shifts in the high frequency intercept of the impedance spectra correspond to increases in the electronic and/or ionic path resistances.1,2Impedance increase is accelerated during aggressive cycling conditions, such as cycling to high potential (4.5 V) or cycling that includes extended periods of time at high potential (4.4 V and above), but can be improved through the use of adequate electrolyte solvents and electrolyte additives. However, irreversible changes to the impedance occur in all cells, and it is necessary to investigate the cause of irreversible impedance growth in cells and determine possible solutions. Experimental Machine-made NMC442/graphite pouch cells with a variety of cell components were filled with 1M LiPF6 in EC:EMC 3:7 (by weight) with 2% each of prop-1-ene-1,3-sultone, ethylene sulfate, and tris-(trimethyl-silyl) phosphite.3,4 These cells contained either a ceramic coated polypropylene (PP) or ceramic filled polyethylene terephthalate (PET) separator, carbon black (CB) or carbon nanotubes (CNT) as the conducting diluent in the positive electrode, and a regular Al foil current collector (Al) or a carbon-coated Al foil current collector (CC-Al). Cells with ceramic coated PP separator, carbon black conducting diluent and regular Al foil are the standard configuration which was used in cells described in our previous work.1,2 The different separators were chosen to explore their resistance to oxidation at high potential. The different conducting diluents were chosen to explore whether nanotubes could limit carbon degradation.5 The carbon-coated current collector (from 3M) was used in an attempt to improve the positive electrode/collector interface. The eight possible combinations of cells were cycled between 2.8 V and 4.45 V at 40oC, with a 24 hour hold at the top of charge using equipment capable of cycling and automatic electrochemical impedance spectroscopy measurements. Impedance spectra were measured every 0.1 V during every 6thcycle to monitor impedance growth as a function of voltage, time, and cycle number. Results Figures 1A-H show the preliminary raw impedance spectra at different cycle numbers as measured at 3.8 V for the eight types of cells, as labelled in each panel. Figures 1A-H show that cells with the highest impedance growth are those which previously had been our standard recipe: i.e. cells with carbon black conducting diluent and regular aluminum foil (third column in Figure 1). Switching to carbon coated Al (first two columns in Figure 1) or replacing carbon black by carbon nanotubes in cells made with standard Al foil (4thcolumn in Figure 1) reduced impedance compared to the standard recipe. Detailed simulations of these and other impedance spectra, especially those measured at higher voltage, are underway to learn how the various components affect the various parameters of an equivalent circuit model. Figures 1I-L show the discharge capacity as a function of cycle number for the two cells corresponding to the spectra shown above each panel. This experiment is in progress and final results will be presented at the meeting. This work suggests that, in addition to choice of electrolyte, cell components such as separators, foil coatings and conductive diluent can have a significant effect on the impedance growth, capacity retention and lifetime performance of pouch cells cycled to high potential. References 1. K. J. Nelson, D. W. Abarbanel, J. Xia, Z. Lu, and J. R. Dahn, J. Electrochem. Soc., 163, A272–A280 (2016). 2. D. W. Abarbanel, K. J. Nelson, and J. R. Dahn, J. Electrochem. Soc., 163, A522–A529 (2016). 3. K. J. Nelson, G. L. D’Eon, A. T. B. Wright, L. Ma, J. Xia, and J. R. Dahn, J. Electrochem. Soc., 162, A1046–A1054 (2015). 4. L. Ma, J. Xia, and J. R. Dahn, J. Electrochem. Soc., 161, A2250–A2254 (2014). 5. M. Metzger, C. Marino, J. Sicklinger, D. Haering, and H. A. Gasteiger, J. Electrochem. Soc., 162, A1123–A1134 (2015). Figure 1

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,002

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,011
Tête enseignante GPT0,218
Écart entre enseignants0,207 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2016
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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