Prasad, Mrudula and Hein, Simon and Danner, Timo and Neumann, Matthias and Prifling, Benedikt and Scurtu, Rares and Kremer, Lea and Hoffmann, Alice and Hilger, Andre and Osenberg, Markus and Manke, Ingo and Wohlfahrt-Mehrens, Marget and Schmidt, Volker and Latz, Arnulf (2022) Effect of a Heterogeneous Distribution of the Conductive Additives and Binder Domain on the Impedances of Lithium-Ion Battery Electrodes. IMLB 2022 - 21ST INTERNATIONAL MEETING ON LITHIUM BATTERIES, 2022-06-26 - 2022-07-01, Sydney, Australien.
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Abstract
The conductive additive and binder domain (CBD) is an essential component of Lithium-ion battery electrodes. It enhances the electrical connectivity and mechanical stability within an electrode matrix. Migration of the binder during electrode drying leads to an inhomogeneous distribution of the CBD, impeding transport of Lithium ions into the electrodes, and diminishing the electronic pathways between solid particles. Therefore, we investigate the effect of binder migration on the electrochemical performance of NMC622 electrodes via microstructure-resolved 3D simulations, and compare them with experimental results. The virtual electrode microstructures are based on tomographic data. The valuable information derived from combining microstructure-resolved models with electrochemical impedance spectroscopy (EIS) simulations on symmetric cells is used to characterize the Lithium-ion transport in the electrode pore space, including the contributions of the CBD. Additionally, half-cell discharge simulations are also conducted. Through our work, we demonstrate the significance of the CBD distribution and enable predictive simulations for future battery design.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/192177/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Conference or Workshop Item (Poster) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Effect of a Heterogeneous Distribution of the Conductive Additives and Binder Domain on the Impedances of Lithium-Ion Battery Electrodes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | June 2022 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | Lithium-ion battery, impedance spectra, binder migration, microstructure-resolved, three-dimensional simulations (3D), half-cell | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event Title: | IMLB 2022 - 21ST INTERNATIONAL MEETING ON LITHIUM BATTERIES | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event Location: | Sydney, Australien | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event Type: | international Conference | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event Start Date: | 26 June 2022 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event End Date: | 1 July 2022 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Organizer: | CSIRO Australia | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Energy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Materials and Technologies for the Energy Transition | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Electrochemical Energy Storage | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Energy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | E SP - Energy Storage | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | E - Electrochemical Storage | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Ulm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Engineering Thermodynamics > Computational Electrochemistry | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Prasad, Mrudula | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 12 Dec 2022 19:16 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 24 Apr 2024 20:53 |
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