Li+ concentration waves in a liquid electrolyte of Li-ion batteries with porous graphite-based electrodes

电解质 材料科学 电极 电化学 石墨 电池(电) 多孔性 电压 离子 分离器(采油) 分析化学(期刊) 热力学 复合材料 化学 电气工程 色谱法 物理 工程类 物理化学 功率(物理) 有机化学
作者
Zhiqiang Chen,Dmitri L. Danilov,Rüdiger‐A. Eichel,Peter H. L. Notten
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:48: 475-486 被引量:18
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2022.03.037
摘要

Electrolyte solutions function as ionic conductors in Li-ion batteries and inevitably induce concentration gradients during battery operation. It is shown that in addition to these concentration gradients, very specific Li+ concentration waves in the electrolyte are formed in graphite-based porous electrode/Li cells. This phenomenon has been investigated by both simulations and experiments. From the simulations, it has been concluded that the occurring Li+ concentration waves in the electrolyte vary with position and time. Such waves originate from the fluctuations of the reaction distribution inside the porous electrode and depend on both the thermodynamics (open-circuit voltage, OCV) and kinetics (charge transfer reaction heterogeneity). Li+ concentration waves occurring inside the separator region are directly related to the battery output voltage at low current applications. A four-electrode device is used to validate the electrolyte concentration waves experimentally. The electric potential differences between the reference electrodes and counter electrode show regular fluctuations, demonstrating the existence of concentration waves in the electrolyte. The simultaneous appearance of the fluctuations in the potential differences and the transitions from plateaus to slopes in the battery output voltage illustrates the dependency of Li+ concentration waves on the thermodynamics and kinetics of the electrochemical reactions.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
ding应助煲珠公采纳,获得10
刚刚
华仔应助苗条秋荷采纳,获得10
刚刚
刚刚
zhoutian完成签到,获得积分10
1秒前
能干亦玉完成签到,获得积分10
1秒前
lliinn0105发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
beiyoumilu完成签到,获得积分10
4秒前
酷波er应助张婷采纳,获得10
4秒前
4秒前
小黑发布了新的文献求助10
4秒前
能干亦玉发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
ky发布了新的文献求助10
5秒前
落后的寄文完成签到,获得积分10
5秒前
尹善冰发布了新的文献求助10
6秒前
wang发布了新的文献求助10
6秒前
宋笨笨发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
喝酒的二胖完成签到,获得积分10
8秒前
姜惠发布了新的文献求助10
10秒前
Owen应助巴拉巴拉采纳,获得10
11秒前
夕瑶发布了新的文献求助10
11秒前
Alaiiif发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
yang完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
15秒前
蓝天发布了新的文献求助10
16秒前
布谷鸟发布了新的文献求助20
16秒前
16秒前
深情安青应助ZXK666采纳,获得10
16秒前
17秒前
发发发完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
17秒前
17秒前
dfggg发布了新的文献求助10
17秒前
小李飞刀发布了新的文献求助10
17秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7218668
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8849454
关于积分的说明 18674882
捐赠科研通 6875712
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3186049
关于科研通互助平台的介绍 2348711
邀请新用户注册赠送积分活动 2160172