Revealing the Thermal Safety of Prussian Blue Cathode for Safer Nonaqueous Batteries
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Prussian blue analogs (PBAs) are promising cathode materials for many next‐generation metal‐ion batteries due to their exceptional electrochemical performance. Their oxygen‐free structure avoids a common battery thermal runaway pathway which requires O2 liberation. Herein, the thermal runaway mechanisms of PBAs are studied from the level of material and full cell in nonaqueous sodium‐ and potassium‐ion batteries (SIBs and KIBs). Their hidden safety issue and a novel runaway mechanism that requires no oxygen evolution are identified. The cyanide groups are released (≈51.4 wt%) as toxic cyanides above 200 °C, which also exothermically react with the electrolyte and cause the runaway. The cyanide gas generation mechanism is proposed as cathode hydrolytic disproportionation by Raman spectroscopy, X‐ray photoelectron spectroscopy, in situ environmental transmission electron microscopy, and operando synchrotron X‐ray diffraction studies. In addition, full‐cell level calorimetric studies reveal mitigated heat generation but lower initiation temperature of runaway from such SIBs and KIBs than conventional LiCoO2–graphite system. These results change how PBA materials are evaluated from a safety standpoint, suggesting that they cannot be regarded as safe cathodes. They also indicate the correlations between thermal safety and their crystal defects or trapped water content. The proposed thermal runaway mechanism provides insights to assist in the building of safer next‐generation batteries.
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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 | 0,000 |
| 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 ».