Waldmann, Thomas und Hogrefe, Christin und Flügel, Marius und Pivarnikova, Ivana und Weisenberger, Christian und Delz, Estefane und Bolsinger, Marius und Boveleth, Lioba und Paul, Neelima und Kasper, Michael und Feinauer, Max und Schäfer, Robin und Bischof, Katharina und Danner, Timo und Knoblauch, Volker und Müller-Buschbaum, Peter und Gilles, Ralph und Latz, Arnulf und Hölzle, Markus und Wohlfahrt-Mehrens, Margret (2024) Efficient Workflows for Detecting Li Depositions in Lithium-Ion Batteries. Journal of The Electrochemical Society, 171 (7), 070526. Electrochemical Society, Inc.. doi: 10.1149/1945-7111/ad5ef8. ISSN 0013-4651.
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Kurzfassung
Lithium deposition on anode surfaces can lead to fast capacity degradation and decreased safety properties of Li-ion cells. To avoid the critical aging mechanism of lithium deposition, its detection is essential. We present workflows for the efficient detection of Li deposition on electrode and cell level. The workflows are based on a variety of complementary advanced physico-chemical methods which were validated against each other for both graphite and graphite/Si electrodes: Electrochemical analysis, scanning electron microscopy, glow discharge-optical emission spectroscopy and neutron depth profiling, ex situ optical microscopy, in situ optical microscopy of cross-sectioned full cells, measurements in 3-electrode full cells, as well as 3D microstructurally resolved simulations. General considerations for workflows for analysis of battery cells and materials are discussed. The efficiency can be increased by parallel or serial execution of methods, stop criteria, and design of experiments planning. An important point in case of investigation of Li depositions are rest times during which Li can re-intercalate into the anode or react with electrolyte. Three workflows are presented to solve the questions on the occurrence of lithium deposition in an aged cell, the positions of lithium deposition in a cell, and operating conditions which avoid lithium depositions in a cell.
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/206581/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Efficient Workflows for Detecting Li Depositions in Lithium-Ion Batteries | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 15 Juli 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Journal of The Electrochemical Society | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Band: | 171 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1149/1945-7111/ad5ef8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | 070526 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | Electrochemical Society, Inc. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 0013-4651 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | Li-ion Batteries, Workflows, Li Deposition, Li Plating | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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: | Boveleth, Lioba | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 16 Okt 2024 17:25 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 18 Okt 2024 12:15 |
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