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Unraveling inhomogeneous rocksalt growth in Ni-rich cathode materials for Li-ion batteries

Both, Svenja und Hein, Simon und Latz, Arnulf und Danner, Timo (2026) Unraveling inhomogeneous rocksalt growth in Ni-rich cathode materials for Li-ion batteries. Energy Storage Materials. Elsevier. ISSN 2405-8297.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
11MB

Kurzfassung

Ni-rich cathode materials suffer from structural instability when cycled to high cutoff voltages. A transformation from the layered crystal structure to other phases, such as rocksalt, deteriorates the particle surface at low states of lithiation. Inhomogeneous potential and concentration fields as they occur in electrodes can have a significant impact on the degradation. In this work, we demonstrate rocksalt growth on a realistic high-energy NMC811 electrode using 3D microstructure-resolved simulations. We unravel inhomogeneities through transport in the electrode with a stronger active material degradation near the separator. To study individual particles in the electrode, we apply a watershed algorithm to segment the structure into distinct particles. A high correlation between both particle size as well as particle position and rocksalt thickness is observed in our half-cell simulations. We further shed light on inhomogeneities that can arise on single-particle level due to inhomogeneous lithiation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/223582/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Unraveling inhomogeneous rocksalt growth in Ni-rich cathode materials for Li-ion batteries
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Both, Svenjasvenja.both (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0000-0748-304X214074092
Hein, SimonSimon.Hein (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6728-9983NICHT SPEZIFIZIERT
Latz, ArnulfArnulf.Latz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Danner, TimoTimo.Danner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2336-6059NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2026
Erschienen in:Energy Storage Materials
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Verlag:Elsevier
ISSN:2405-8297
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Lithium-Ionen Batterien, Degradation, 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: Both, Svenja
Hinterlegt am:08 Mai 2026 13:58
Letzte Änderung:08 Mai 2026 13:58

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