Impact of Li2O2 particle size on Li−O2 battery charge process: insights from a multiscale modeling perspective
| Autor: | Caroline Gaya, Alejandro A. Franco, Vigneshwaran Thangavel, Amangeldi Torayev, Yinghui Yin |
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| Přispěvatelé: | Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), ALISTORE-ERI (FRANCE), IRT Saint Exupéry - Institut de Recherche Technologique (FRANCE), Réseau sur le Stockage Electrochimique de l'Energie - RS2E (Amiens, France), Laboratoire réactivité et chimie des solides - UMR CNRS 7314 (LRCS), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), IRT Saint Exupéry - Institut de Recherche Technologique, Advanced Lithium Energy Storage Systems - ALISTORE-ERI (ALISTORE-ERI), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA) |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2016 |
| Předmět: |
Matériaux
Continuum (design consultancy) Nanotechnology reduction 02 engineering and technology 010402 general chemistry 7. Clean energy 01 natural sciences Peroxide cathode Lithium air batteries energy-storage discharge Elementary reaction morphology Génie chimique General Materials Science Physical and Theoretical Chemistry Basis (linear algebra) Chemistry energy storage Lithium air batteries [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power Charge (physics) [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry 021001 nanoscience & nanotechnology Multiscale modeling 0104 chemical sciences Chemical physics Particle size Peroxide cathode performance challenges mechanisms morphology reduction discharge 0210 nano-technology Reduction (mathematics) Current density performance |
| Zdroj: | Journal of Physical Chemistry Letters Journal of Physical Chemistry Letters, American Chemical Society, 2016, 7 (19), pp.3897-3902. ⟨10.1021/acs.jpclett.6b01823⟩ Journal of Physical Chemistry Letters, 2016, 7 (19), pp.3897-3902. ⟨10.1021/acs.jpclett.6b01823⟩ |
| ISSN: | 1948-7185 |
| DOI: | 10.1021/acs.jpclett.6b01823⟩ |
| Popis: | International audience; We report a comprehensive multiscale model describing charge processes of Li−O2 batteries. On the basis of a continuum approach, the present model combines mathematical descriptions of mass transport of soluble species (O2, Li+, LiO2) and elementary reaction kinetics, which are assumed to be dependent on the morphology of the Li2O2 formed during discharge. The simulated charge curves are in agreement with previously reported experimental studies. The model along with the assumed reaction mechanisms provides physical explanations for the two-step charge profiles. Furthermore, it suggests that these charge profiles depend on the size of the Li2O2 particles, which are determined by the applied current density during discharge. Therefore, the model underlines the strong link between discharge and charge processes. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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