Effect of electrode crosstalk on heat release in lithium-ion batteries under thermal abuse scenarios

热失控 材料科学 阳极 离子 差示扫描量热法 放热反应 阴极 电解质 电化学 锂(药物) 热稳定性 锂离子电池 电极 热分析 电池(电) 热的 化学工程 热力学 物理化学 有机化学 物理 工程类 内分泌学 功率(物理) 化学 医学
作者
Hanwei Zhou,Mukul Parmananda,Kyle R. Crompton,Michael Hladky,Martin A. Dann,Jason K. Ostanek,Partha P. Mukherjee
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:44: 326-341 被引量:60
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2021.10.030
摘要

Predicting thermal safety events of lithium-ion (Li-ion) batteries is significant in optimizing electrochemical systems with high thermal tolerance. The safety performances of Li-ion batteries are dictated by the thermal stability of their component materials both individually and collectively due to intricate exothermic reactions. Although the heat release of individual battery material has been thoroughly investigated, the safety hazards of inter-electrode chemical crosstalk under thermal abuse scenarios remain elusive and thus need a fundamental understanding. This study carries out a comprehensive thermal analysis of various material samples harvested from a commercial Li-ion cell using differential scanning calorimetry (DSC), complemented with full-cell accelerating rate calorimetry (ARC) and computational modeling. Reaction kinetics of electrolyte, wet cathode, wet anode and DSC-full cell samples imitating cell layered architectures are delineated to reveal substantial thermal interactions between electrodes. High-resolution kinetic parameters of reaction mechanisms are estimated using a synergy of Kissinger's method and mechanism-driven non-linear optimization strategies. A thermal abuse model is built based on the extracted kinetic parameters to simulate the cell-level thermal runaway phenomenon and compared with experimental observations, indicating how interlayer crosstalk effects significantly impact the thermal safety characteristics of Li-ion cell chemistries.
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
Harish完成签到,获得积分10
2秒前
一一发布了新的文献求助10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
平淡的水风完成签到,获得积分10
5秒前
detail发布了新的文献求助10
9秒前
风趣问雁完成签到 ,获得积分10
11秒前
汉堡包应助Dragon采纳,获得10
11秒前
11秒前
12秒前
13秒前
Ophelia发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
多年以后完成签到,获得积分10
13秒前
鱼儿游完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
16秒前
生动老九完成签到,获得积分10
16秒前
慕青应助detail采纳,获得10
17秒前
每天都要开心完成签到 ,获得积分10
17秒前
苏silence发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
大胖小子发布了新的文献求助10
19秒前
fxf完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
生动老九发布了新的文献求助10
23秒前
25秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
27秒前
苏silence发布了新的文献求助30
27秒前
浅蓝发布了新的文献求助30
28秒前
汉堡包应助鼻涕泡采纳,获得30
30秒前
烟花应助Zzzzz采纳,获得10
30秒前
orixero应助mengxiii采纳,获得10
33秒前
Yzh发布了新的文献求助10
33秒前
33秒前
fifteen应助海贼学术采纳,获得10
34秒前
kingmin应助机灵柚子采纳,获得10
38秒前
共享精神应助sensen采纳,获得10
38秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】请使用合适的网盘上传文件 10000
The Oxford Encyclopedia of the History of Modern Psychology 1500
Green Star Japan: Esperanto and the International Language Question, 1880–1945 800
Sentimental Republic: Chinese Intellectuals and the Maoist Past 800
The Martian climate revisited: atmosphere and environment of a desert planet 800
Electron microscopy study of magnesium hydride (MgH2) for Hydrogen Storage 500
Building Quantum Computers 500
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 3865555
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3407973
关于积分的说明 10656213
捐赠科研通 3131959
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1727446
邀请新用户注册赠送积分活动 832314
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 780189