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Influence of the Electrolyte Salt Concentration on the Rate Capability of Ultra‐Thick NCM 622 Electrodes

Kremer, Lea und Danner, Timo und Hein, Simon und Hoffmann, Alice und Prifling, Benedikt und Schmidt, Volker und Latz, Arnulf und Wohlfahrt-Mehrens, Marget (2020) Influence of the Electrolyte Salt Concentration on the Rate Capability of Ultra‐Thick NCM 622 Electrodes. Batteries, 3 (11), Seiten 1172-1182. MDPI (Multidisciplinary Digital Publishing Institute). doi: 10.1002/batt.202000098. ISSN 2313-0105.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/batt.202000098

Kurzfassung

In traditional Li‐ion batteries, the electrolyte consists of a Li‐conducting salt dissolved in organic solvents at a concentration of 1 mol L−1 (1 M). In this work, we use increased LiPF6 concentrations between 1 and 2.3 M to investigate the influence of the electrolyte salt concentration on the rate capability of ultra‐thick (49.5 mg cm−2) and thin (5.6 mg cm−2) NCM 622 electrodes, respectively. At higher electrolyte salt concentrations than 1 M, thin electrodes suffer from increased polarization, due to a higher viscosity and a reduced ionic conductivity. In contrast, by raising the salt concentration from 1 to 1.9 M the discharge capacity of ultra‐thick electrodes is increased by more than 50 % for current densities above 3 mA cm−2, which significantly improves their rate capability. 3D microstructure resolved simulations revealed that this effect results from the mitigation of Li‐ion depletion in the electrolyte filled pore space of ultra‐thick electrodes.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/139588/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Influence of the Electrolyte Salt Concentration on the Rate Capability of Ultra‐Thick NCM 622 Electrodes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kremer, LeaZSW Ulmhttps://orcid.org/0000-0002-2411-3785NICHT SPEZIFIZIERT
Danner, TimoTimo.Danner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2336-6059NICHT SPEZIFIZIERT
Hein, SimonSimon.Hein (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6728-9983NICHT SPEZIFIZIERT
Hoffmann, AliceZSW UlmNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Prifling, BenediktUniversity of Ulmhttps://orcid.org/0000-0002-2952-0208NICHT SPEZIFIZIERT
Schmidt, VolkerUniversity of UlmNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Latz, ArnulfArnulf.Latz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1449-8172NICHT SPEZIFIZIERT
Wohlfahrt-Mehrens, MargetZSWhttps://orcid.org/0000-0002-5118-5215NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:7 Juli 2020
Erschienen in:Batteries
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:3
DOI:10.1002/batt.202000098
Seitenbereich:Seiten 1172-1182
Verlag:MDPI (Multidisciplinary Digital Publishing Institute)
ISSN:2313-0105
Status:veröffentlicht
Stichwörter:high-energy Li-ion battery; concentrated electrolyte; Li-ion concentration gradient; ultra-thick NCM 622 electrode; 3D-microstructure modelling and simulation
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: Ulm
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Computergestützte Elektrochemie
Hinterlegt von: Danner, Timo
Hinterlegt am:16 Dez 2020 21:03
Letzte Änderung:04 Jul 2023 14:23

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