Large-Format Bipolar and Parallel Solid-State Lithium-Metal Cell Stacks: A Thermally Coupled Model-Based Comparative Study

堆栈(抽象数据类型) 法拉第效率 材料科学 锂(药物) 功率密度 堆积 核工程 功率(物理) 电解质 光电子学 电极 化学 计算机科学 热力学 工程类 医学 物理化学 内分泌学 物理 有机化学 程序设计语言
作者
Mei-Chin Pang,Youxiu Wei,Huizhi Wang,Monica Marinescu,Yan Ya,Gregory J. Offer
出处
期刊:Journal of The Electrochemical Society [Institute of Physics]
卷期号:167 (16): 160555-160555 被引量:5
标识
DOI:10.1149/1945-7111/abd493
摘要

Despite the potential of solid electrolytes in replacing liquid electrolytes, solid-state lithium-metal batteries have not been commercialised for large-scale applications due to manufacturing constraints. In this study, we demonstrate that the desired energy and power output for large-format solid-state lithium-metal batteries can be achieved by scaling and stacking unit cells. Two stack configurations, a bipolar and a parallel stack are modelled and compared. With 63 cells stacked in series, we show that a bipolar stack could reach a stack voltage up to 265 V. In contrast, a parallel stack with 32 double-coated cells could achieve a nominal capacity of 4 Ah. We also demonstrate that the choice of current collectors is critical in determining the gravimetric power and energy density of both stacks. By coupling the electrochemical stack model thermally, we show that the Joule heating effects are negligible for bipolar stacks but become dominant for parallel stacks. Bipolar stacks are better due to their higher power and energy densities and lower heat generation, but a lower Coulombic stack capacity limits their performance. In contrast, parallel stacks generate more heat and require more advanced thermal management. These thermally-coupled stack models can be used as prototypes to aid the future development of large-format solid-state batteries.
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
ywb完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
ruirchen完成签到,获得积分10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
杨沛儒完成签到,获得积分10
3秒前
张宁发布了新的文献求助10
3秒前
打打应助wise111采纳,获得10
4秒前
5秒前
风之子给风之子的求助进行了留言
5秒前
科研通AI6应助Moi采纳,获得10
5秒前
YiqingGu完成签到 ,获得积分10
5秒前
二氧化钛纺丝的电化学完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
8秒前
无花果应助水牛喝饱了采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
11秒前
搜集达人应助张宁采纳,获得10
11秒前
蕾蕾发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
14秒前
李博士发布了新的文献求助10
14秒前
完美世界应助文献互助采纳,获得30
14秒前
quququ发布了新的文献求助10
16秒前
wise111发布了新的文献求助10
16秒前
一念永恒发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
浮游应助K2L采纳,获得10
19秒前
19秒前
NexusExplorer应助小美最棒采纳,获得10
21秒前
wanci应助蕾蕾采纳,获得10
21秒前
22秒前
Hello应助霖lin采纳,获得10
22秒前
话家发布了新的文献求助10
23秒前
李爱国应助大狒狒采纳,获得10
23秒前
tianqi完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
酷波er应助memedaaaah采纳,获得10
26秒前
高分求助中
Comprehensive Toxicology Fourth Edition 24000
(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
LRZ Gitlab附件(3D Matching of TerraSAR-X Derived Ground Control Points to Mobile Mapping Data 附件) 2000
World Nuclear Fuel Report: Global Scenarios for Demand and Supply Availability 2025-2040 800
The Social Work Ethics Casebook(2nd,Frederic G. R) 600
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 500
AASHTO LRFD Bridge Design Specifications (10th Edition) with 2025 Errata 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5125340
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4329194
关于积分的说明 13490551
捐赠科研通 4164032
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2282685
邀请新用户注册赠送积分活动 1283829
关于科研通互助平台的介绍 1223099