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Insight Into Li/S Batteries: Elementary Kinetic Modeling and Impedance Simulation

Fronczek, David Norman und Bessler, Wolfgang Georg (2012) Insight Into Li/S Batteries: Elementary Kinetic Modeling and Impedance Simulation. 16th International Meeting on Lithium Batteries, 2012-06-17 - 2012-06-22, ICC Jeju, South Korea.

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Kurzfassung

The lithium-sulfur (Li/S) battery is one of the most promising systems for portable electrochemical energy storage [1]. The complex redox chemistry of sulfur, the large number of soluble intermediates and the dissolution and precipitation of solids, however, present a major challenge to understanding Li/S electrochemistry. We present the first model of the Li/S cell based on a fully elementary reaction mechanism, building on the work of Kumaresan et al. [2]. A detailed model of the evolution of solid phases as well as multi-component (Li+, PF6–, S8, S82−, S62−, S42−, S22−, S2−) mass and charge transport are included, allowing for the simulation of discharge and charge curves, electro- chemical impedance spectra [3], and concentration profiles. The results confirm that the discharge behavior of the Li/S cell is governed by the presence of solid reactant and product phases in exchange with the dis- solved sulfur poly-anions. The first and second discharge stages are characterized by the presence of solid S8 and Li2S, respectively, while the inter- mediate dip corresponds to a situation where all chemical compounds are dissolved in the electrolyte. Simulated electrochemical impedance spectra are used to validate the model against experimental data. References [1] B. Scrosati, J. Garche, J. Power Sources, 195 (2010), 2419–2430. [2] K. Kumaresan, Y. Mikhaylik and R.E. White, J. Electrochem. Soc., 155 (2008), A576–A582 [3] W.G. Bessler, J. Electrochem. Soc. 154, B1186–B1191 (2007).

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/76183/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Insight Into Li/S Batteries: Elementary Kinetic Modeling and Impedance Simulation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Fronczek, David Normandavid.fronczek (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bessler, Wolfgang Georgwolfgang.bessler (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:18 Juni 2012
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Name der Reihe:International Meeting on Lithium Batteries
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Modellierung; modeling; lithium-sulfur battery; Lithium-Schwefel Batterie; DENIS
Veranstaltungstitel:16th International Meeting on Lithium Batteries
Veranstaltungsort:ICC Jeju, South Korea
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:17 Juni 2012
Veranstaltungsende:22 Juni 2012
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Rationelle Energieumwandlung (alt)
HGF - Programmthema:E EV - Energieverfahrenstechnik (alt)
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E EV - Energieverfahrenstechnik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Fronczek, David N.
Hinterlegt am:17 Jul 2012 09:32
Letzte Änderung:24 Apr 2024 19:42

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