Suppression of Dendrite Formation via Pulse Charging in Rechargeable Lithium Metal Batteries

过电位 材料科学 锂(药物) 电解质 枝晶(数学) 相间 化学物理 化学工程 阳极 化学 电极 电化学 医学 物理化学 工程类 生物 内分泌学 遗传学 数学 几何学
作者
Matthew Z. Mayers,Jakub W. Kamiński,Thomas F. Miller
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:116 (50): 26214-26221 被引量:187
标识
DOI:10.1021/jp309321w
摘要

We introduce a coarse-grained simulation model for the reductive deposition of lithium cations in secondary lithium metal batteries. The model accounts for the heterogeneous and nonequilibrium nature of the electrodeposition dynamics, and it enables simulation of the long timescales and lengthscales associated with metal dendrite formation. We investigate the effects of applied overpotential and material properties on early-stage dendrite formation, as well as the molecular mechanisms that govern this process. The model confirms that dendrite formation propensity increases with the applied electrode overpotential, and it demonstrates that application of the electrode overpotential in time-dependent pulses leads to dramatic suppression of dendrite formation while reducing the accumulated electrode on-time by as much as 96%. Moreover, the model predicts that time dependence of the applied electrode overpotential can lead to positive, negative, or zero correlation between cation diffusivity in the solid–electrolyte interphase (SEI) and dendrite formation propensity. Analysis of the simulation trajectories reveals that dendrite formation emerges from a competition between the timescales for cation diffusion and reduction at the anode/SEI interface, with lower applied overpotentials and shorter electrode pulse durations shifting this competition in favor of lower dendrite formation propensity. This work provides a molecular basis for understanding and designing pulsing waveforms that mitigate dendrite formation while minimally affecting battery charging times.
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
zhichao完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
Ricky完成签到,获得积分10
1秒前
咯咯发布了新的文献求助10
1秒前
害羞万天发布了新的文献求助10
1秒前
自觉石头完成签到 ,获得积分10
2秒前
雪酪芋泥球完成签到 ,获得积分10
3秒前
xie完成签到,获得积分20
3秒前
cc完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
无名小卒每文完成签到,获得积分10
4秒前
出门见喜完成签到,获得积分10
4秒前
冥冥之极为昭昭应助灯座采纳,获得10
5秒前
友好电话发布了新的文献求助10
5秒前
zz完成签到,获得积分10
6秒前
重要手机完成签到 ,获得积分10
6秒前
熠旅完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
夜未央发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
微殇完成签到,获得积分10
7秒前
JamesPei应助小郑不睡觉采纳,获得10
7秒前
Owen应助咯咯采纳,获得10
8秒前
hahastock完成签到,获得积分10
8秒前
wumiao_1给小艾同学的求助进行了留言
8秒前
来来完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
今后应助高兴从阳采纳,获得10
8秒前
赘婿应助zhangguo采纳,获得10
9秒前
年轻灯泡完成签到,获得积分10
9秒前
舒心的怜翠完成签到 ,获得积分10
9秒前
yaoyh_gc完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
星辰大海应助欧阳采纳,获得10
10秒前
10秒前
张继科keke完成签到,获得积分10
10秒前
晓天完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
米龙完成签到,获得积分10
10秒前
年轻的宛发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
【重要!!请各位用户详细阅读此贴】科研通的精品贴汇总(请勿应助) 10000
Plutonium Handbook 1000
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 680
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 540
Thermal Quadrupoles: Solving the Heat Equation through Integral Transforms 500
SPSS for Windows Step by Step: A Simple Study Guide and Reference, 17.0 Update (10th Edition) 500
Chinese Buddhist Monasteries: Their Plan and Its Function As a Setting for Buddhist Monastic Life 300
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 4119523
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3657979
关于积分的说明 11579516
捐赠科研通 3359758
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1846062
邀请新用户注册赠送积分活动 910981
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 827187