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Enregistrement W3025880003 · doi:10.1149/ma2020-012191mtgabs

Methods of Composite Electrode Imaging

2020· article· en· W3025880003 sur OpenAlexaff
Mariam Odetallah, Sabine Kuss, Christian Kuß

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineChemistry
ThématiqueElectrochemical Analysis and Applications
Établissements canadiensUniversité du Québec à MontréalUniversity of Manitoba
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMicrostructureMaterials scienceElectrodeBattery (electricity)Composite numberComposite materialLithium (medication)NanotechnologyOptoelectronicsPower (physics)Chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Lithium intercalation electrodes are composite devices that consist of typically at least four different constituents that provide separately charge storage, electronic conduction, ionic conduction and mechanical integrity. Consequently, the microstructure of these composites has an important role to play in intercalation electrode performance. An inhomogeneous electrode microstructure affects battery performance by increasing peak local current densities and resistances during the operation. This reduces accessible capacity, compromises safety, as it facilitates localized overcharging, and impacts ion transport and consequently power performance.1 Origins for inhomogeneity in electrode microstructure can lie in the casting procedure, slow carbon agglomeration over cycling as well as in binder adhesive failure due to active material volume changes, which causes a connectivity loss between active material and the matrix. Given this impact of the electrode microstructure, an improved understanding of microstructure and microscopic performance variations is of great importance to optimizing overall battery performance. As such, we need tools that allow us to measure microscopic performance, and correlate to microstructure, interfaces and their development over cycling. Thus a variety of spatial imaging techniques can be used to characterize the processes ex situ, in situ, and operando. Each technique gives a unique and specific information about certain process.2 , 1 We are highlighting herein X-ray tomography and scanning electrochemical microscopy (SECM) as tools for the investigation of disconnection mechanisms. X-ray Tomography (XRT) is a 3D imaging technique used to visualize complex mechanical interactions in batteries during operation. This nondestructive technique can provide a spatial resolution down to the nanometer scale. X-ray tomography can provide information of the material porosity and tortuosity, chemical composition and crystals and the reactions inside the battery.4 , 2 We are using this technique in the imaging, analysis and tracking of electrode microstructure with cycling. Scanning electrochemical microscopy (SECM) is a scanning probe technique that uses a microscopic electrochemical electrode as probe. This allows the measurement of local electrochemical activity on a substrate surface. It has previously been used to investigate the properties of solid electrolyte interphase (SEI) of the negative electrode as well as exploring the lithium ion activity at micro and nano scales resolution.3 We are employing this method to correlate microstructure and performance inhomogeneity. This presentation summarizes first results from both techniques and contrasts structural with performance inhomogeneity. We will be using these tools as we are developing new binders and microstructures for intercalation electrodes to improve the synergy between electrode constituents and optimize overall electrode performance. References (1) Müller, S.; Eller, J.; Ebner, M.; Burns, C.; Dahn, J.; Wood, V. Quantifying Inhomogeneity of Lithium Ion Battery Electrodes and Its Influence on Electrochemical Performance. J. Electrochem. Soc. 2018, 165 (2), A339–A344. https://doi.org/10.1149/2.0311802jes. (2) Schröder, D.; Bender, C. L.; Arlt, T.; Osenberg, M.; Hilger, A.; Risse, S.; Ballauff, M.; Manke, I.; Janek, J. In Operando X-Ray Tomography for next-Generation Batteries: A Systematic Approach to Monitor Reaction Product Distribution and Transport Processes. J. Phys. D. Appl. Phys. 2016, 49 (40), 404001. https://doi.org/10.1088/0022-3727/49/40/404001. (3) Ventosa, E.; Schuhmann, W. Scanning Electrochemical Microscopy of Li-Ion Batteries. Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17 (43), 28441–28450. https://doi.org/10.1039/c5cp02268a. (4) Pietsch, P.; Wood, V. X-Ray Tomography for Lithium Ion Battery Research: A Practical Guide. Annu. Rev. Mater. Res. 2017, 47 (1), 451–479. https://doi.org/10.1146/annurev-matsci-070616-123957.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
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: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,015
Score d'incertitude au seuil0,049

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0030,002
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0020,001
Science ouverte0,0020,002
Intégrité de la recherche0,0020,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0150,007

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 Opus0,015
Tête enseignante GPT0,293
Écart entre enseignants0,278 · 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
GenreMéthodes

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
Publié2020
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