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Challenges in Measuring Transport Parameters of Carbonate-Based Electrolytes

Lehnert, Lukas und Nojabaee, Maryam und Latz, Arnulf und Horstmann, Birger (2024) Challenges in Measuring Transport Parameters of Carbonate-Based Electrolytes. ChemElectroChem. Wiley. doi: 10.1002/celc.202400056. ISSN 2196-0216.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
7MB

Offizielle URL: https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/celc.202400056

Kurzfassung

Numerical simulations are a powerful tool for the development and improvement of Li-ion batteries. Modeling the mass transport of the involved electrolytic solutions requires precise determination of the corresponding electrolyte parameters. In this work, we attempt to measure the conductivity, the diffusion coefficient, the transference number and the thermodynamic factor for a system of 0.5 M LiPF6 dissolved in a blend of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate (EC : EMC, 3 : 7 weight) at 20 °C and 50 °C. Applying galvanostatic polarization experiments to symmetrical Li metal ||electrolyte+separator | Li metal cells reveals, however, a potential response qualitatively deviating from theoretical expectations. Impeded diffusion processes indicate the presence of additional, undesired porous structures on the Li electrodes, preventing a reliable evaluation of the electrolyte parameters. To spectrally resolve the diffusive processes, we conduct very-low-frequency impedance spectroscopy. The impedance in fact exhibits multiple interfering diffusive features. In our measurements, an explicit identification of the impedance for the sole diffusion through the separator is however not feasible. Therefore, the authors doubt that polarizing experiments using Li metal electrodes yield accurate parameters for electrolytes.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/208936/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Challenges in Measuring Transport Parameters of Carbonate-Based Electrolytes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lehnert, Lukaslukas.lehnert (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nojabaee, MaryamMaryam.Nojabaee (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Latz, ArnulfArnulf.Latz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Horstmann, Birgerbirger.horstmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1500-0578173183334
Datum:30 April 2024
Erschienen in:ChemElectroChem
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1002/celc.202400056
Verlag:Wiley
ISSN:2196-0216
Status:veröffentlicht
Stichwörter:challenges, carbonate-based electrolytes, electrochemical measurements, electrolyte parameters, LiPF6 in EC:EMC (3:7, weight)
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - DeepBat - Tieftemperaturbatterien für Deep Space Missionen: DLR und NASA-JPL
Standort: Ulm
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Computergestützte Elektrochemie
Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Lehnert, Lukas
Hinterlegt am:05 Dez 2024 17:26
Letzte Änderung:05 Dez 2024 17:26

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