7Li in situ 1D NMR imaging of a lithium ion battery

文献情報

出版日 2015-01-05
DOI 10.1039/C4CP05021E
インパクトファクター 3.676
著者

K. Zick, T. Oerther, F. M. Schappacher, G. Brunklaus


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要旨

The spatial distribution of charge carriers in lithium ion batteries during current flow is of fundamental interest for a detailed understanding of transport properties and the development of strategies for future improvements of the electrolyte–electrode interface behaviour. In this work we explored the potential of 7Li 1D in situ NMR imaging for the identification of concentration gradients under constant current load in a battery cell. An electrochemical cell based on PTFE body and a stack of glass microfiber discs that are soaked with a technically relevant electrolyte suitable for high-temperature application and squeezed between a Li metal and a nano-Si–graphite composite electrode was assembled to acquire 7Li 1D in situ NMR profiles with an improved NMR pulse sequence as function of time and state of charge, thereby visualizing the course of ion concentration during charge and discharge. Surface localized changes of Li concentration were attributed to processes such as solid electrolyte interphase formation or full lithiation of the composite electrode. The method allows the extraction of lithium ion transport properties.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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