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An Agglomerate Model of Lithium-Ion Battery Cathodes

Lueth, Sabine und Sauter, U. S. und Bessler, Wolfgang G. (2016) An Agglomerate Model of Lithium-Ion Battery Cathodes. Journal of The Electrochemical Society, 163 (2), A210-A222. Electrochemical Society, Inc.. doi: 10.1149/2.0291602jes. ISSN 0013-4651.

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Offizielle URL: http://jes.ecsdl.org/

Kurzfassung

In this work a mathematical model for describing the performance of lithium-ion battery electrodes consisting of porous active material particles is presented. The model represents an extension of the Newman-type model, accounting for the Agglomerate structure of the active material particles, here Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2 (NCM) and Li(Ni1/3Co1/3Al1/3)O2 (NCA). To this goal, an additional pore space is introduced on the active material level. The space is filled with electrolyte and a charge-transfer reaction takes place at the liquid-solid interface within the porous active material particles. Volume-averaging techniques are used to derive the model equations. A local Thiele modulus is defined and provides an insight into the potentially limiting factors on the active material level. The introduction of a liquid-phase ion transport within the active material reduces the overall transport losses, while the additional active surface area within the agglomerate lowers the charge-transfer resistance. As a consequence, calculated discharge capacities are higher for particles modeled as agglomerates. This finding is more pronounced in the case of high C-rates.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/109376/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:An Agglomerate Model of Lithium-Ion Battery Cathodes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lueth, SabineRobert Bosch GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sauter, U. S.Robert Bosch GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bessler, Wolfgang G.wolfgang.bessler (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2016
Erschienen in:Journal of The Electrochemical Society
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:163
DOI:10.1149/2.0291602jes
Seitenbereich:A210-A222
Verlag:Electrochemical Society, Inc.
ISSN:0013-4651
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Model of Lithium-Ion Battery Agglomerates Posrosity
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Speicher und vernetzte Infrastrukturen
HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicher
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E EV - Energieverfahrenstechnik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse (Batterien) (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Friedrich, Prof.Dr. Kaspar Andreas
Hinterlegt am:12 Dez 2016 13:48
Letzte Änderung:22 Jun 2023 10:23

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