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Fundamental principles of battery design

Zschornak, Matthias und Meutzner, Falk und Lück, Jessica und Latz, Arnulf und Leisegang, Tilmann und Hanzig, Juliane und Nentwisch, Melanie und Zosel, Jens und Balbuena, Perla B. (2018) Fundamental principles of battery design. Physical Sciences Reviews, 3 (11). de Gruyter. doi: 10.1515/psr-2017-0111. ISSN 2365-6581.

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Kurzfassung

With an increasing diversity of electrical energy sources, in particular with respect to the pool of renewable energies, and a growing complexity of electrical energy usage, the need for storage solutions to counterbalance the discrepancy of demand and offer is inevitable. In principle, a battery seems to be a simple device since it just requires three basic components – two electrodes and an electrolyte – in contact with each other. However, only the control of the interplay of these components as well as their dynamics, in particular the chemical reactions, can yield a high-performance system. Moreover, specific aspects such as production costs, weight, material composition and morphology, material criticality, and production conditions, among many others, need to be fulfilled at the same time. They present some of the countless challenges, which make battery design a long-lasting, effortful task. This chapter gives an introduction to the fundamental concepts of batteries. The principles are exemplified for the basic Daniell cell followed by a review of Nernst equation, electrified interface reactions, and ionic transport. The focus is addressed to crystalline materials. A comprehensive discussion of crystal chemical and crystal physical peculiarities reflects favourable and unfavourable local structural aspects from a crystallographic view as well as considerations with respect to electronic structure and bonding. A brief classification of battery types concludes the chapter.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/122870/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Fundamental principles of battery design
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Zschornak, MatthiasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meutzner, FalkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lück, JessicaJessica.Lueck (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Latz, ArnulfArnulf.Latz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Leisegang, TilmannNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hanzig, JulianeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nentwisch, MelanieNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zosel, JensNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Balbuena, Perla B.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:11 August 2018
Erschienen in:Physical Sciences Reviews
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:3
DOI:10.1515/psr-2017-0111
Verlag:de Gruyter
ISSN:2365-6581
Status:veröffentlicht
Stichwörter:battery; electrochemistry; ionic transport; diffusion; migration; interface kinetics; crystallography
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 > Computergestützte Elektrochemie
Hinterlegt von: Lück, Jessica
Hinterlegt am:19 Dez 2018 16:48
Letzte Änderung:04 Feb 2024 03:00

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