Probing Li-ion concentration in an operating lithium ion battery using in situ Raman spectroscopy

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作者
Zi Wei,Amir Salehi,Guanzhou Lin,Jie Hu,Xinfang Jin,Ertan Ağar,Fuqiang Liu
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:449: 227361-227361 被引量:26
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2019.227361
摘要

In situ Raman spectroscopy was employed to probe Li-ion concentration in liquid electrolytes at the cathode LiFePO4 particle surface in an optically transparent lithium ion battery. A Raman laser beam size of 2 μm was utilized so that Li-ion transport dynamics at the particle-level could be revealed. The variation of Li+ concentration in the LiPF6/ethylene carbonate (EC) + dimethyl carbonate (DMC) electrolyte was experimentally determined by analyzing Raman peaks corresponding to the C–O stretching vibration in EC and its relative intensity as to the Li+-solvent interaction in solvated products. The electrolyte concentration at the LiFePO4 particle surface was found to fluctuate during a battery charge-discharge cycle. Particularly, near the end of battery discharge, it reached to a minimum value (0.23 M) which was far less than its initial balanced value (1 M).
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