Understanding the Self-Discharge Redox Shuttle Mechanism of Dimethyl Terephthalate in Lithium-Ion Batteries
Notice bibliographique
Résumé
Recent studies showed that LFP/graphite cells without additives show higher reversible self-discharge after 500 h of open-circuit voltage (OCV) storage at 40 or 60°C than NMC811/graphite cells.1 Furthermore, cells with lithium hexafluorophosphate (LiPF6), the most commonly used conducting salt in lithium-ion batteries, show higher self-discharge than cells with lithium bis(fluorosulfonyl)imide (LiFSI), an alternative salt with higher temperature stability.2 Recently, dimethyl terephthalate (DMT) was identified as the redox shuttle molecule responsible for the unwanted self-discharge of these lithium-ion batteries.3 In a lithium-ion cell, a reversible shuttle can gain an electron at the negative electrode by reduction, diffuse to the positive electrode, lose the electron by oxidation, and then repeat the process many times (see Figure 1). Adamson et al.4 proved that DMT is created in-situ as a breakdown product of polyethylene terephthalate (PET), which is a surprisingly common polymer for the adhesive tapes found in commercial batteries. The exact redox potential and electrochemical stability of DMT, as well as its shuttling mechanism across electrodes passivated with a solid-electrolyte interphase (SEI) however were not understood. Based on an optimized coin cell cyclic voltammetry setup, ultra high precision coulometry measurements, OCV storage, and GC-MS experiments, we present new insights on the self-discharge redox shuttle mechanism of DMT in LFP/graphite pouch cells, investigate if this redox shuttle can account for the self-discharge differences in LiPF6 and LiFSI cells, and explore the stability of DMT in pouch cells. References: E. R. Logan, A. Eldesoky, E. Eastwood, H. Hebecker, C. P. Aiken, M. Metzger and J. R. Dahn, J Electrochem Soc, 2022, 169, 040560. E. R. Logan, A. Eldesoky, E. Eastwood, H. Hebecker, C. P. Aiken, M. Metzger and J. R. Dahn, J Electrochem Soc, 2022, 169, 040560. S. Buechele, A. Adamson, A. Eldesoky, T. Boetticher, L. Hartmann, T. Boulanger, S. Azam, M. B. Johnson, T. Taskovic, E. Logan and M. Metzger, J Electrochem Soc, 2023, 170, 010511. A. Adamson, T. Bötticher, K. Tuul, M. Garayt, S. Azam and M. Metzger, Manuscript in Preparation, 2023. Figure 1
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
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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 ».