The Effect of Carbon Dioxide on the Cycle Life and Electrolyte Stability of Li-Ion Full Cells Containing Silicon Alloy

电解质 法拉第效率 材料科学 化学工程 碳酸乙烯酯 合金 电极 温度循环 二氧化碳 石墨 化学 复合材料 冶金 有机化学 气象学 物理化学 热的 工程类 物理
作者
L. J. Krause,Vincent Chevrier,L. D. Jensen,Taylor G. Brandt
出处
期刊:Journal of The Electrochemical Society [Institute of Physics]
卷期号:164 (12): A2527-A2533 被引量:49
标识
DOI:10.1149/2.1121712jes
摘要

Carbon dioxide is shown to be an effective additive to standard Li-ion electrolyte for extending the cycle life of full pouch cells containing an engineered silicon alloy. CO2 was introduced to pouch cells by adding a few milligrams of dry ice to cells before sealing. The cells contained composite negative electrodes formulated with 15 to 17 wt% of an engineered silicon alloy and a LiCoO2 positive electrode. Parasitic electrolyte reactions were measured in-situ by isothermal micro-calorimetry and high precision coulometry and compared to cells containing 1-fluoro ethylene carbonate (FEC). Extended cycling of cells containing CO2 were compared to cells containing FEC. Cell gas generation and gas consumption were measured by applying the Archimedes principle. A new approach using small tubes in pouch cells to differentiate volume changes from gassing and solid expansion is introduced. Cells with CO2 showed significantly lower parasitic thermal power, improved coulombic efficiency and better capacity retention compared to cells containing electrolytes with FEC. The gas generation/consumption experiments showed that Si alloy reacts with CO2 during cycling until it is fully consumed. Combining FEC and CO2 reduces the consumption rate of CO2. Microscopy of cross-sectioned cycled electrodes showed a thin SEI layer and minimal silicon alloy erosion. The combined work establishes CO2 as a powerful precursor to an effective SEI layer on silicon alloys. Finally, CO2 is shown to be an effective SEI former for graphite in EC-free electrolytes.
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
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
2秒前
2秒前
九儿完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
vv完成签到,获得积分10
4秒前
CipherSage应助lily采纳,获得10
4秒前
欧欧发布了新的文献求助10
5秒前
李健的粉丝团团长应助jgs采纳,获得10
5秒前
麦香鱼发布了新的文献求助20
5秒前
5秒前
zwk完成签到,获得积分10
5秒前
982289172完成签到,获得积分10
5秒前
安详靖柏完成签到 ,获得积分10
7秒前
研究牛牛完成签到 ,获得积分10
7秒前
汉堡包应助咖可乐采纳,获得10
8秒前
好运滚滚来完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
宇宙粉红闪电完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
芋头发布了新的文献求助10
11秒前
程院发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
燕燕于飞发布了新的文献求助10
13秒前
发nature完成签到,获得积分10
13秒前
遇见完成签到,获得积分10
13秒前
华仔应助纸飞机采纳,获得10
14秒前
14秒前
cdercder应助BOOP采纳,获得10
14秒前
shadow发布了新的文献求助10
15秒前
Littlerain~完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
LEE完成签到,获得积分10
17秒前
汎影发布了新的文献求助10
17秒前
zhu发布了新的文献求助10
17秒前
我不会发布了新的文献求助10
17秒前
泡沫完成签到,获得积分10
18秒前
xiaotan发布了新的文献求助10
18秒前
vv发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
Brain and Heart The Triumphs and Struggles of a Pediatric Neurosurgeon 400
Cybersecurity Blueprint – Transitioning to Tech 400
Mixing the elements of mass customisation 400
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3785657
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3331079
关于积分的说明 10250021
捐赠科研通 3046482
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1672111
邀请新用户注册赠送积分活动 800991
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 759907