Operando swelling measurement of silicon carbon composite based anode in pouch cell: Effect of external pressure, balancing and anode initial porosity

阳极 肿胀 的 材料科学 多孔性 石墨 复合材料 碳纤维 复合数 双层 小袋 化学 电极 冶金 物理化学 解剖 医学 生物化学
作者
Delphine Vidal,Sylvie Géniès,Éric De Vito,Michal Tułodziecki,Willy Porcher
出处
期刊:Journal of energy storage [Elsevier BV]
卷期号:64: 107174-107174 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.est.2023.107174
摘要

Silicon lithiation induces a high material expansion, leading to significant swelling and mechanical pressure at the anode and cell levels. In this study, the swelling behaviour of a bilayer pouch cell with high-performance silicon carbon graphite (Si-C/G) anode material was measured, considering the effect of external pressure on the pouch and the cell design parameters such as the balancing and the anode initial porosity. Operando swelling was measured by using an in-house high precision (< 0.1 μm) compression set-up involving simultaneous pressure and thickness recording as well as dynamic pressure regulation system. Results show that a minimum level of pressure is mandatory to obtain a reversible swelling, and that the anode porosity is directly linked to the pressure applied on the cell after particles dynamic rearrangement. The impact on capacity retention is also discussed.
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