Richter, Raphael und Häcker, Joachim und Zhao-Karger, Zhirong und Danner, Timo und Wagner, Norbert und Fichtner, Maximilian und Friedrich, Kaspar Andreas und Latz, Arnulf (2021) Degradation Effects in Metal-Sulfur Batteries. ACS Applied Energy Materials, 4 (3), Seiten 2365-2376. American Chemical Society (ACS). doi: 10.1021/acsaem.0c02888. ISSN 2574-0962.
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Offizielle URL: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaem.0c02888
Kurzfassung
Metal–sulfur (Me–S) batteries are one of the most promising battery technologies and might even outperform future Li-ion batteries. However, these systems generally show a relatively fast capacity loss, low power density, and fast self-discharge. Furthermore, the underlying mechanisms are insufficiently understood, making it difficult to systematically improve cell performance. In the present study, we use a pseudo-two-dimensional continuum model to analyze the degradation behavior during cycling of Li–S and Mg–S batteries. The simulations reproduce charge and discharge curves of both systems and allow detailed investigations on the influence of material properties on degradation mechanisms. Special attention is paid to the redistribution of active sulfur during cycling and its effect on long-term stability. Finally, we demonstrate the application of the model for qualitative predictions of battery performance and lifetime of cathode designs with improved sulfur loading.
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/147591/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Degradation Effects in Metal-Sulfur Batteries | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 10 März 2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | ACS Applied Energy Materials | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Band: | 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1021/acsaem.0c02888 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | Seiten 2365-2376 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | American Chemical Society (ACS) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2574-0962 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | metal−sulfur continuum modeling polysulfide shuttle degradation lithium−sulfur | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Forschungsbereich: | Energie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programm: | Materialien und Technologien für die Energiewende | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programmthema: | Elektrochemische Energiespeicherung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Schwerpunkt: | Energie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Forschungsgebiet: | E SP - Energiespeicher | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | E - Elektrochemische Speicher | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Ulm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Technische Thermodynamik > Computergestützte Elektrochemie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Danner, Timo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 23 Dez 2021 21:12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 01 Apr 2022 03:00 |
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