Are All-Solid-State Lithium-Ion Batteries Really Safe?–Verification by Differential Scanning Calorimetry with an All-Inclusive Microcell

差示扫描量热法 材料科学 放热反应 电池(电) 锂(药物) 热失控 电极 量热法 锂离子电池 微电池 分析化学(期刊) 化学工程 纳米技术 计算机科学 热力学 化学 物理化学 物理 电信 医学 功率(物理) 色谱法 工程类 内分泌学
作者
Takao Inoue,Kazuhiko Mukai
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:9 (2): 1507-1515 被引量:189
标识
DOI:10.1021/acsami.6b13224
摘要

Although all-solid-state lithium-ion batteries (ALIBs) have been believed as the ultimate safe battery, their true character has been an enigma so far. In this paper, we developed an all-inclusive-microcell (AIM) for differential scanning calorimetry (DSC) analysis to clarify the degree of safety (DOS) of ALIBs. Here AIM possesses all the battery components to work as a battery by itself, and DOS is determined by the total heat generation ratio (ΔH) of ALIB compared with the conventional LIB. When DOS = 100%, the safety of ALIB is exactly the same as that of LIB; when DOS = 0%, ALIB reaches the ultimate safety. We investigated two types of LIB-AIM and three types of ALIB-AIM. Surprisingly, all the ALIBs exhibit one or two exothermic peaks above 250 °C with 20–30% of DOS. The exothermic peak is attributed to the reaction between the released oxygen from the positive electrode and the Li metal in the negative electrode. Hence, ALIBs are found to be flammable as in the case of LIBs. We also attempted to improve the safety of ALIBs and succeeded in decreasing the DOS down to ∼16% by incorporating Ketjenblack into the positive electrode as an oxygen scavenger. Based on ΔH as a function of voltage window, a safety map for LIBs and ALIBs is proposed.
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
hooke发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
小智0921完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
linkman应助liuhongcan采纳,获得50
5秒前
guojia发布了新的文献求助10
6秒前
希望天下0贩的0应助LM采纳,获得10
7秒前
xy完成签到,获得积分10
7秒前
蓝色的纪念完成签到,获得积分10
8秒前
领导范儿应助FZ采纳,获得10
10秒前
10秒前
晨曦完成签到,获得积分10
12秒前
圣诞节完成签到,获得积分10
13秒前
HL完成签到,获得积分10
15秒前
wx2360ouc完成签到 ,获得积分10
15秒前
LM完成签到,获得积分20
15秒前
peiqi佩奇发布了新的文献求助10
16秒前
肆_完成签到 ,获得积分10
17秒前
小葡萄完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
19秒前
20秒前
23秒前
24秒前
太叔丹翠发布了新的文献求助10
27秒前
hooke完成签到,获得积分10
28秒前
科目三应助peiqi佩奇采纳,获得10
32秒前
简单十三给简单十三的求助进行了留言
32秒前
zrrr完成签到 ,获得积分10
35秒前
35秒前
忙里偷闲发布了新的文献求助10
35秒前
瑞rui完成签到 ,获得积分10
37秒前
kanglan完成签到,获得积分10
37秒前
鸭子完成签到,获得积分10
38秒前
小伊娃应助拉长的凌旋采纳,获得10
39秒前
幽默刺猬完成签到 ,获得积分10
39秒前
勤qin完成签到 ,获得积分10
39秒前
40秒前
lyp发布了新的文献求助10
40秒前
40秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Voyage au bout de la révolution: de Pékin à Sochaux 700
First Farmers: The Origins of Agricultural Societies, 2nd Edition 500
Simulation of High-NA EUV Lithography 400
Assessment of adverse effects of Alzheimer's disease medications: Analysis of notifications to Regional Pharmacovigilance Centers in Northwest France 400
The Rise & Fall of Classical Legal Thought 260
Tonal intuitions in "Tristan und Isolde" / by Brian Hyer 200
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 4333724
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3845287
关于积分的说明 12011180
捐赠科研通 3485838
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1913423
邀请新用户注册赠送积分活动 956610
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 857302