Li+ concentration waves in a liquid electrolyte of Li-ion batteries with porous graphite-based electrodes

电解质 材料科学 电极 电化学 石墨 电池(电) 多孔性 电压 离子 分离器(采油) 分析化学(期刊) 热力学 复合材料 化学 电气工程 色谱法 物理 功率(物理) 有机化学 物理化学 工程类
作者
Zhiqiang Chen,Dmitri L. Danilov,Rüdiger‐A. Eichel,Peter H. L. Notten
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:48: 475-486 被引量:18
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2022.03.037
摘要

Electrolyte solutions function as ionic conductors in Li-ion batteries and inevitably induce concentration gradients during battery operation. It is shown that in addition to these concentration gradients, very specific Li+ concentration waves in the electrolyte are formed in graphite-based porous electrode/Li cells. This phenomenon has been investigated by both simulations and experiments. From the simulations, it has been concluded that the occurring Li+ concentration waves in the electrolyte vary with position and time. Such waves originate from the fluctuations of the reaction distribution inside the porous electrode and depend on both the thermodynamics (open-circuit voltage, OCV) and kinetics (charge transfer reaction heterogeneity). Li+ concentration waves occurring inside the separator region are directly related to the battery output voltage at low current applications. A four-electrode device is used to validate the electrolyte concentration waves experimentally. The electric potential differences between the reference electrodes and counter electrode show regular fluctuations, demonstrating the existence of concentration waves in the electrolyte. The simultaneous appearance of the fluctuations in the potential differences and the transitions from plateaus to slopes in the battery output voltage illustrates the dependency of Li+ concentration waves on the thermodynamics and kinetics of the electrochemical reactions.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
乐乐应助Chris采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
大方的契发布了新的文献求助10
1秒前
一米阳光完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
Sandy完成签到,获得积分10
2秒前
予秋完成签到,获得积分10
3秒前
长安心动明月完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
Oracle应助joyce313采纳,获得200
4秒前
怕黑笑卉完成签到,获得积分10
5秒前
C60完成签到,获得积分10
5秒前
mumu完成签到,获得积分10
5秒前
咸鱼完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
李7完成签到,获得积分10
6秒前
gp发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
赵四胖发布了新的文献求助10
6秒前
单纯书蝶完成签到,获得积分10
7秒前
LY发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
206拧绳哥发布了新的文献求助10
7秒前
脑袋空空完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
cdercder应助vchen0621采纳,获得10
8秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
8秒前
Mansis发布了新的文献求助10
8秒前
公主小张发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
年轻龙猫发布了新的文献求助10
9秒前
城升发布了新的文献求助10
9秒前
Wwang完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
思源应助Singularity采纳,获得10
10秒前
碧蓝的雁开完成签到,获得积分20
10秒前
吹泡泡发布了新的文献求助10
10秒前
Emper发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Atlas of Aligner Treatment and Planning A Case-Based Approach 1000
Rocket Propulsion Elements, 10th Edition 800
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 530
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7457027
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9053405
关于积分的说明 19297091
捐赠科研通 7080229
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3242940
关于科研通互助平台的介绍 2410658
邀请新用户注册赠送积分活动 2227479