Clausnitzer, Moritz und Mücke, Robert und Al-Jaljouli, Fadi und Hein, Simon und Finterbusch, Martin und Danner, Timo und Fattakhova-Rohlfing, Dina und Guillon, Olivier und Latz, Arnulf (2023) Optimizing the Composite Cathode Microstructure in All-Solid-State Batteries by Structure-Resolved Simulations. Batteries & Supercaps, 6 (11), e202300167. Wiley. doi: 10.1002/batt.202300167. ISSN 2566-6223.
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Offizielle URL: https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/batt.202300167
Kurzfassung
All-solid-state batteries are considered as an enabler for applications requiring high energy and power density. However, they still fall short of their theoretical potential due to various limitations. One issue is poor charge transport kinetics resulting from both material inherit limitations and non-optimized design. Therefore, a better understanding of the relevant properties of the cathode microstructure is necessary to improve cell performance. In this article, we identify optimization potentials of the composite cathode by structure-resolved electrochemical 3D-simulations. In our simulation study, we investigate the influence of cathode active material fraction, density, particle size, and active material properties on cell performance. Special focus is set on the impact of grain boundaries on the cathode design. Based on our simulation results, we can predict target values for cell manufacturing and reveal promising optimization strategies for an improved cathode design.
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/201320/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Optimizing the Composite Cathode Microstructure in All-Solid-State Batteries by Structure-Resolved Simulations | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 11 Juli 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Batteries & Supercaps | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Band: | 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1002/batt.202300167 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | e202300167 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | Wiley | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2566-6223 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | all-solid-state batteries, composite cathode, continuum modeling, LLZO, microstructure-resolved simulation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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: | Clausnitzer, Moritz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 21 Dez 2023 13:29 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 26 Mär 2024 12:55 |
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