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Multi-cationic molten salt electrolyte of high-performance sodium liquid metal battery for grid storage

Ding, Wenjin und Gong, Qing und Liang, Shengzhi und Hoffmann, Ralf und Zhou, Hao und Li, Haomiao und Wang, Kangli und Zhang, Tianru und Weisenburger, Alfons und Müller, Georg und Bonk, Alexander (2022) Multi-cationic molten salt electrolyte of high-performance sodium liquid metal battery for grid storage. Journal of Power Sources, 553 (232254). Elsevier. doi: 10.1016/j.jpowsour.2022.232254. ISSN 0378-7753.

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Kurzfassung

Multi-cationic molten chloride salt mixtures such as LiCl-KCl-NaCl are promising molten salt electrolytes for low-temperature (lower than 450°C) sodium liquid metal batteries (Na-LMBs). In this work, the melting temperature of LiCl-KCl-NaCl was determined with Differential Scanning Calorimetry (DSC), assisted by FactSageTM and confirmed by a melting point apparatus OptiMeltTM. It is founded that the eutectic LiCl-KCl-NaCl can be considered as a pseudo-binary system with LiCl-KCl eutectic (59.2-40.8 mol.%) as the solvent and NaCl as the solute. When NaCl is not more than 9 mol.%, the eutectic LiCl-KCl-NaCl salt mixture has a melting temperature of ~350°C as that of LiCl-KCl eutectic. In addition, the exchange reactions between anode Na metal with LiCl-KCl-NaCl molten salt electrolyte were studied at the temperature of 400-500 °C quantitatively. The equilibrium constants of the exchange reactions were determined by chemical analysis on the salt and metal phases with Ion Chromatography (IC). A one ampere-hour (Ah) Na-LMB test cell shows promising energy storage performance. Moreover, the phenomena in the cell test can be explained convincingly, combining the results of exchange reactions and the pseudo-binary-system theory. The findings on the multi-cationic molten salt electrolytes for Na-LMBs in this work could support further development of other liquid metal batteries.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/191128/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Multi-cationic molten salt electrolyte of high-performance sodium liquid metal battery for grid storage
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ding, WenjinWenjin.Ding (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gong, QingQing.Gong (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Liang, ShengzhiDLR-TTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hoffmann, RalfRalf.Hoffmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zhou, HaoHuazhong University of Science and Technology (HUST), ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Li, HaomiaoHuazhong University of Science and Technology (HUST), ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wang, KangliHuazhong University of Science and Technology (HUST), ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zhang, Tianrutianru.zhang (at) kit.eduNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Weisenburger, AlfonsInstitute for Pulsed Power and Microwave Technology, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Eggenstein-Leopoldshafen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Müller, Georggeorg.mueller (at) kit.eduNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bonk, AlexanderAlexander.Bonk (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:26 Oktober 2022
Erschienen in:Journal of Power Sources
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:553
DOI:10.1016/j.jpowsour.2022.232254
Verlag:Elsevier
ISSN:0378-7753
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Grid storage; Liquid metal battery (LMB); LiCl-KCl-NaCl molten salt electrolyte; Pseudo-binary system; Melting temperature; Exchange reaction.
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, E - Materialen für die elektrochemische Energiespeicherung, E - Materialen für thermische Hochtemperaturtechnologien, E - Neue Wärmeträgerfluide
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Thermische Prozesstechnik
Hinterlegt von: Ding, Wenjin
Hinterlegt am:12 Dez 2022 19:44
Letzte Änderung:27 Okt 2024 03:00

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