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  5. Fundamental degradation mechanisms of layered oxide Li-ion battery cathode materials: Methodology, insights and novel approaches
 
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2015
Zweitveröffentlichung
Artikel
Verlagsversion

Fundamental degradation mechanisms of layered oxide Li-ion battery cathode materials: Methodology, insights and novel approaches

File(s)
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Hauptpublikation
1-s2.0-S0921510714002657-main.pdf
CC BY-NC-ND 3.0 Unported
Format: Adobe PDF
Size: 6.04 MB
TUDa URI
tuda/11447
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-267763
DOI
10.26083/tuprints-00026776
Autor:innen
Hausbrand, R.
Cherkashinin, G.
Ehrenberg, H.
Gröting, M.
Albe, K. ORCID 0000-0003-4669-8056
Hess, C. ORCID 0000-0002-4738-7674
Jaegermann, W. ORCID 0000-0003-3677-4481
Kurzbeschreibung (Abstract)

This overview addresses the atomistic aspects of degradation of layered LiMO₂ (M = Ni, Co, Mn) oxide Li-ion battery cathode materials, aiming to shed light on the fundamental degradation mechanisms especially inside active cathode materials and at their interfaces. It includes recent results obtained by novel in situ/in operando diffraction methods, modelling, and quasi in situ surface science analysis. Degradation of the active cathode material occurs upon overcharge, resulting from a positive potential shift of the anode. Oxygen loss and eventual phase transformation resulting in dead regions are ascribed to changes in electronic structure and defect formation. The anode potential shift results from loss of free lithium due to side reactions occurring at electrode/electrolyte interfaces. Such side reactions are caused by electron transfer, and depend on the electron energy level alignment at the interface. Side reactions at electrode/electrolyte interfaces and capacity fade may be overcome by the use of suitable solid-state electrolytes and Li-containing anodes.

Freie Schlagworte

PLED

Electrical fatigue

Degradation

Lifetime

PPV

ITO

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Materialmodellierung
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Oberflächenforschung
07 Fachbereich Chemie > Eduard-Zintl-Institut > Fachgebiet Physikalische Chemie
Forschungsprojekte und Grants
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > A - Synthese > Teilprojekt A3: Grenzflächen und dünne Schichten von Ionenleitern: Elektronische Struktur, elektrochemische Potentiale, Defektbildung und Degradationsmechanismen
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > B - Charakterisierung > Teilprojekt B4: In situ Untersuchungen der Degradation von Interkalationsbatterien und deren Modellierung
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > B - Charakterisierung > Teilprojekt B8: In situ Diagnostik von Interkalationsbatterien mittels Ramanspektroskopie
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > C - Modellierung > Teilprojekt C1: Quantenmechanische Computersimulationen zur Elektronen- und Defektstruktur oxidischer Materialien
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Materials Science and Engineering: B
Startseite
3
Endseite
25
Jahrgang der Zeitschrift
192
ISSN
1873-4944
Verlag
Elsevier
Ort der Erstveröffentlichung
New York, NY [u.a.]
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2015
Verlags-DOI
10.1016/j.mseb.2014.11.014
PPN
520298691

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