Magnetohydrodynamic Control of Interfacial Degradation in Lithium-Ion Batteries for Fast Charging Applications

材料科学 阳极 过电位 磁流体驱动 锂(药物) 法拉第效率 容量损失 锂钴氧化物 电极 化学工程 分离器(采油) 复合材料 电池(电) 磁场 电化学 锂离子电池 磁流体力学 化学 热力学 功率(物理) 物理化学 内分泌学 工程类 物理 医学 量子力学
作者
Abhishek Sarkar,Pranav Shrotriya,Ikenna C. Nlebedim
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:13 (36): 43606-43614 被引量:9
标识
DOI:10.1021/acsami.1c10788
摘要

Interfacial anodic degradation in graphitic materials under fast charging conditions causes severe performance loss and safety hazard in lithium ion batteries. We present a novel method for minimizing the growth of these aging mechanism by application of an external magnetic field. Under magnetic field, paramagnetic lithium ions experience a magnetohydrodynamic force, which rotates the perpendicularly diffusing species and homogenizes the ionic transport. This phenomenon minimizes the overpotential hotspots at the anode/separator interface, consequently reducing SEI growth, lithium plating, and interfacial fracture. In situ electrochemical measurements indicate an improvement in capacity for lithium cobalt oxide/graphite pouch cell (20 mAh) charged from 1–5 C under an applied field of 1.8 kG, with a maximum capacity gain of 22% at 5C. Post-mortem FE-SEM and EDS mapping shows that samples charged with magnetic field have a reduced lithium deposition at 3C and a complete suppression of interfacial fracture at 5C. At 5C, a 24% reduction in the lithium content is observed by performing XPS on the anodic interfacial film. Finally, fast charging performance under variable magnetic field strengths indicate a saturation behavior in capacity at high fields (>2 kG), thereby limiting the field and consequent energy requirements to obtain maximum capacity gain under extreme conditions.
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
l玖应助Jane采纳,获得10
刚刚
zzznznnn发布了新的文献求助10
1秒前
大芳儿发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI5应助sybs采纳,获得10
1秒前
万能图书馆应助LIJINGGE采纳,获得10
1秒前
LJ完成签到,获得积分10
2秒前
zhou完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
SRsora发布了新的文献求助10
3秒前
5秒前
炸鸡啤酒发布了新的文献求助10
5秒前
852应助笑点低易真采纳,获得10
6秒前
Orange应助polaris采纳,获得10
6秒前
6秒前
施宇宙完成签到,获得积分10
7秒前
ambitiouslu发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
大芳儿完成签到,获得积分10
8秒前
不器发布了新的文献求助10
8秒前
酷波er应助困困采纳,获得20
8秒前
9秒前
科研通AI5应助景绝义采纳,获得10
10秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
smile发布了新的文献求助10
10秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
11秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
xllk应助科研通管家采纳,获得50
11秒前
11秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
dandan完成签到 ,获得积分10
11秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
无花果应助欢喜的荔枝采纳,获得10
13秒前
田様应助粗暴的君浩采纳,获得30
13秒前
高分求助中
Encyclopedia of Mathematical Physics 2nd edition 888
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Pharmacological profile of sulodexide 400
Optical and electric properties of monocrystalline synthetic diamond irradiated by neutrons 320
共融服務學習指南 300
Essentials of Pharmacoeconomics: Health Economics and Outcomes Research 3rd Edition. by Karen Rascati 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 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 3804916
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3350009
关于积分的说明 10346893
捐赠科研通 3065849
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1683320
邀请新用户注册赠送积分活动 808862
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 765093