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Enregistrement W2596607370 · doi:10.1149/ma2017-01/3/231

The Use of Ester Co-Solvent Based Low Temperature Electrolytes in Experimental and Large Capacity Prototype Graphite-LiNiCoAlO<sub>2</sub> Lithium-Ion Cells

2017· article· en· W2596607370 sur OpenAlexaff
Marshall C. Smart, Ratnakumar Bugga, John‐Paul Jones, Frederick C. Krause, Erik J. Brandon, Frank Puglia, Rob Gitzendanner

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2017
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueAdvancements in Battery Materials
Établissements canadiensEaglePicher (Canada)
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMars Exploration ProgramAstrobiologyElectrolyteContext (archaeology)Jupiter (rocket family)Lithium (medication)Materials scienceSpacecraftIcy moonAnodeCathodeSpace explorationAerospace engineeringNanotechnologySaturnPlanetChemistryEngineeringPhysicsElectrical engineeringElectrodeGeology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The 2003 Mars Exploration Rover (MER) and the Mars Science Laboratory (MSL) Curiosity Rover utilize a large capacity rechargeable Li-ion batteries that have been manufactured by EaglePicher-Yardney Division (Yardney). The cell chemistry adopted for these missions consists of mesocarbon microbeads (MCMB) anodes, LiNi x Co 1-x O 2 cathode materials, and a low temperature ternary all-carbonate-based electrolyte developed at JPL 1,2,3 encased in a hermetically sealed prismatic can. The attractiveness of this system is that it displays long life, high specific energy and the ability to operate over a wide temperature range, including charging and discharging at -20 o C. Due to favorable performance characteristics and the heritage established, this cell chemistry has been used on other NASA missions, including the 2007 Phoenix Lander, Grail, and the current Juno mission to Jupiter. To meet even more challenging performance requirements, including the ability to be charged and discharged at -30 o C, the Mars InSight lander, which is a spacecraft being built by Lockheed Martin Space Systems Company, will utilize the next generation LiNiCoAlO 2 (NCA)-based chemistry, which incorporates a JPL developed ester containing low temperature electrolyte. 4,5,6 In the context of supporting possible future missions to the distant icy moons of Jupiter and Saturn, we are currently evaluating the potential of this system to operate at very low temperatures. 7 To enable the exploration of the surfaces of these icy moons, one will require power systems that can potentially operate at ultra-low temperatures (down to -180 o C) in high radiation environments. To meet these challenging requirements, we are currently developing ultra-low temperature rechargeable batteries with high specific energy and long life and with the ability to operate over the temperature range of +40 o C to -60 o C. It is preferred that the cells are capable of continuous operation at very low temperatures, so an emphasis has been focused upon demonstrating efficient charge characteristics over a wide temperature range. In this context, we have investigated a number of electrolytes that contain methyl propionate (MP) as a co-solvent, as well as various additives, to determine their influence upon the low temperature capacity (i.e., down to -65 o C). In addition to evaluating the charge and discharge characteristics over a wide temperature range in large capacity prismatic cells and prototype pouch cells, experimental graphite - LiNiCoAlO 2 three-electrode lithium-ion cells were used to determine the influence of electrolyte type upon the electrode kinetics over a range of temperatures. ACKNOWLEDGEMENT The work described here was carried out at the Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, under contract with the National Aeronautics and Space Administration (NASA) and supported by the Ocean Worlds Program Office. REFERENCES 1. M.C. Smart, B.V. Ratnakumar, and S. Surampudi, “Electrolytes for Low Temperature Lithium-Ion Batteries Based on Mixtures of Aliphatic Carbonates”, J. Electrochem.Soc ., 146 , 486 (1999). 2. M. C. Smart, B. V. Ratnakumar, L. Whitcanack, S. Surampudi, J. Byers, and R. Marsh, IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine , 14: 11 , 36-42 (1999). 3. M. C. Smart, B. V. Ratnakumar, L. D. Whitcanack, K. B. Chin, S. Surampudi, R. Gitzendanner, F. J. Puglia, and J. Byers, “Lithium-ion Batteries for Aerospace ”, IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine , 19:1 , 2004, pp. 18-25. 4. M.C. Smart, and B.V. Ratnakumar, L.D. Whitcanack, K.A. Smith, S. Santee, R. Gitzendanner, V. Yevoli, “Li-Ion Electrolytes Containing Ester Co-Solvents for Wide Operating Temperature Range”, ECS Trans. 11, (29) 99 (2008). 5. M. C. Smart, B. V. Ratnakumar, K. B. Chin, and L. D. Whitcanack, “Lithium-Ion Electrolytes Containing Ester Co-solvents for Improved Low Temperature Performance”, J. Electrochem. Soc., 157 (12), A1361-A1374 (2010). 6. M. C. Smart, S. F. Dawson, R. B. Shaw, L. D. Whitcanack, A. Buonanno, C. Deroy, and R. Gitzendanner, “Performance Validation of Yardney Low Temperature NCA-Based Li-ion Cells for the NASA Mars InSight Mission”, NASA Aerospace Battery Workshop, Huntsville, Alabama, November 18-20, 2014. 7. M. C. Smart, F. C. Krause, J. –P. Jones, L. D. Whitcanack, B. V. Ratnakumar, and E. J. Brandon, “The Use of Low Temperature Electrolytes in High Specific Energy Li-Ion Cells for Future NASA Missions to Icy Moons”, 229th Meeting of the Electrochemical Society, San Diego, May 29-June 2, 2016.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut 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 enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,803

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
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 recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,020
Tête enseignante GPT0,252
Écart entre enseignants0,232 · 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 tête enseignante, 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

Citations2
Publié2017
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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