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Operando X-ray diffraction during battery cycling at elevated temperatures: A quantitative analysis of lithium-graphite intercalation compounds

Cañas, Natalia A. und Einsiedel, Phillipp und Freitag, Thomas Oliver und Heim, Christopher und Steinhauer, Miriam und Park, Dong Won und Friedrich, K. Andreas (2017) Operando X-ray diffraction during battery cycling at elevated temperatures: A quantitative analysis of lithium-graphite intercalation compounds. Carbon, 116, Seiten 255-263. Elsevier. doi: 10.1016/j.carbon.2017.02.002. ISSN 0008-6223.

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Kurzfassung

The application of in situ or operando characterization techniques is highly important to gain a deeper nderstanding of the electrochemical and degradation processes that occur during battery cycling. This work presents the first results of operando X-ray diffraction (XRD) studies of a battery at elevated temperatures. Our in situ-cell was developed to simultaneously investigate the structural and electrochemical behaviors of batteries at room temperature and elevated temperatures. The cell design was applied to high temperature operando XRD measurements of graphite half-cells (vs. Li/Liþ). New results on the structural behavior of graphite during lithium intercalation and deintercalation were obtained at elevated temperature (30 �C and 47 �C). At these peratures, the classical staging mechanisms does not occur, and instead, several stages coexist. The average spacing between the graphene layers was calculated for phases in the single-stage region and those at which several stages coexist for different depths of charge and discharge and at different C-rates. Through this work, we aim to stimulate further operando XRD studies on battery materials' temperature behavior during cycling.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/117118/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Operando X-ray diffraction during battery cycling at elevated temperatures: A quantitative analysis of lithium-graphite intercalation compounds
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Cañas, Natalia A.natalia.canas (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Einsiedel, PhillippNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Freitag, Thomas OliverThomas.Freitag (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3859-1822NICHT SPEZIFIZIERT
Heim, ChristopherChristopher.Heim (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Steinhauer, Miriammiriam.steinhauer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Park, Dong WonDong-Won.Park (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, K. Andreasandreas.friedrich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Februar 2017
Erschienen in:Carbon
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:116
DOI:10.1016/j.carbon.2017.02.002
Seitenbereich:Seiten 255-263
Verlag:Elsevier
ISSN:0008-6223
Status:veröffentlicht
Stichwörter:In situ Operando X-ray diffraction Batteries Graphite Elevated temperature
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Speicher und vernetzte Infrastrukturen
HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicher
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
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:21 Dez 2017 15:41
Letzte Änderung:20 Nov 2023 14:00

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