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Transition between growth of dense and porous films: theory of dual-layer SEI

von Kolzenberg, Lars und Werres, Martin Alexander und Tetzloff, Jonas und Horstmann, Birger (2022) Transition between growth of dense and porous films: theory of dual-layer SEI. Physical Chemistry Chemical Physics, 24 (31), Seiten 18469-18476. Royal Society of Chemistry. doi: 10.1039/D2CP00188H. ISSN 1463-9076.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Offizielle URL: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/CP/D2CP00188H

Kurzfassung

The formation of passivating films is a common aging phenomenon, for example in weathering of rocks, silicon, and metals. In many cases, a dual-layer structure with a dense inner and a porous outer layer emerges. However, the origin of this dual-layer growth is so far not fully understood. In this work, a continuum model is developed, which describes the morphology evolution of the solid-electrolyte interphase (SEI) in lithium-ion batteries. Transport through the SEI and a growth reaction governed by the SEI surface energies are modelled. In agreement with experiments, this theory predicts that SEI grows initially as a dense film and subsequently as a porous layer. This dynamic phase transition is driven by the slowing down of electron transport as the film thickens. Thereby, the model offers a universal explanation for the emergence of dual-layer structures in passivating films.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/191358/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Transition between growth of dense and porous films: theory of dual-layer SEI
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
von Kolzenberg, LarsLars.Kolzenberg (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0494-8176NICHT SPEZIFIZIERT
Werres, Martin AlexanderMartin.Werres (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7199-4848NICHT SPEZIFIZIERT
Tetzloff, JonasUniversät UlmNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Horstmann, Birgerbirger.horstmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1500-0578NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:17 Juni 2022
Erschienen in:Physical Chemistry Chemical Physics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:24
DOI:10.1039/D2CP00188H
Seitenbereich:Seiten 18469-18476
Verlag:Royal Society of Chemistry
ISSN:1463-9076
Status:veröffentlicht
Stichwörter:solid-electrolyte interphase, dual-layer SEI, modeling, film growth, lithium-ion battery
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: Werres, Martin Alexander
Hinterlegt am:12 Dez 2022 19:47
Letzte Änderung:15 Dez 2022 13:14

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