High-throughput Li plating quantification for fast-charging battery design

电镀(地质) 荷电状态 电池(电) 阳极 电解质 材料科学 吞吐量 石墨 锂离子电池 锂(药物) 电化学 电极 功率(物理) 可靠性工程 核工程 计算机科学 化学 工程类 冶金 热力学 物理 内分泌学 物理化学 无线 电信 医学 地球物理学
作者
Zachary M. Konz,Brendan M. Wirtz,Ankit Verma,Tzu‐Yang Huang,Helen K. Bergstrom,Matthew J. Crafton,David E. Brown,Eric J. McShane,Andrew M. Colclasure,Bryan D. McCloskey
出处
期刊:Nature Energy [Nature Portfolio]
卷期号:8 (5): 450-461 被引量:60
标识
DOI:10.1038/s41560-023-01194-y
摘要

Fast charging of most commercial lithium-ion batteries is limited due to fear of lithium plating on the graphite anode, which is difficult to detect and poses considerable safety risk. Here we demonstrate the power of simple, accessible and high-throughput cycling techniques to quantify irreversible Li plating spanning data from over 200 cells. We first observe the effects of energy density, charge rate, temperature and state of charge on lithium plating, use the results to refine a mature physics-based electrochemical model and provide an interpretable empirical equation for predicting the plating onset state of charge. We then explore the reversibility of lithium plating and its connection to electrolyte design for preventing irreversible Li accumulation. Finally, we design a method to quantify in situ Li plating for commercially relevant graphite|LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 (NMC) cells and compare with results from the experimentally convenient Li|graphite configuration. The hypotheses and abundant data herein were generated primarily with equipment universal to the battery researcher, encouraging further development of innovative testing methods and data processing that enable rapid battery engineering. Lithium-ion batteries are prone to unpredictable failure during fast charging, known as lithium plating. Now, innovative testing protocols can quickly quantify lithium plating and inform battery design strategies to mitigate it.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
直率铁身完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
杜熙关注了科研通微信公众号
3秒前
Rita完成签到,获得积分10
3秒前
搜集达人应助风清扬采纳,获得10
5秒前
5秒前
ChenHan完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
10秒前
Lawyer完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
FashionBoy应助烂漫的飞松采纳,获得10
13秒前
13秒前
杜熙发布了新的文献求助10
14秒前
Hello应助星沉静默采纳,获得10
14秒前
霖霖发布了新的文献求助10
14秒前
小二郎应助CAO采纳,获得10
15秒前
椿人发布了新的文献求助10
16秒前
脑洞疼应助DDDDD采纳,获得10
17秒前
17秒前
肉卷发布了新的文献求助10
18秒前
爱听歌的栾完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
momomo发布了新的文献求助100
20秒前
22秒前
默默发布了新的文献求助10
22秒前
qian完成签到 ,获得积分10
22秒前
25秒前
思源应助木木采纳,获得10
26秒前
小凉完成签到,获得积分10
27秒前
椿人发布了新的文献求助10
27秒前
尔池发布了新的文献求助10
28秒前
虚拟的凡阳完成签到,获得积分10
29秒前
彭于晏应助灰底爆米花采纳,获得10
29秒前
淘气科研完成签到 ,获得积分10
30秒前
GL关闭了GL文献求助
30秒前
30秒前
桐桐应助机灵的十八采纳,获得10
31秒前
31秒前
31秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 370
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
Aktuelle Entwicklungen in der linguistischen Forschung 300
Current Perspectives on Generative SLA - Processing, Influence, and Interfaces 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3991967
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3533047
关于积分的说明 11260597
捐赠科研通 3272377
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1805789
邀请新用户注册赠送积分活动 882660
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809425