Towards online tracking of the shuttle effect in lithium sulfur batteries using differential thermal voltammetry
Towards online tracking of the shuttle effect in lithium sulfur batteries using differential thermal voltammetry
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利用差热伏安法在线跟踪锂硫电池中的穿梭效应
DOI：
10.1016/j.est.2019.01.002
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发表时间：
2019
影响因子：
9.4
通讯作者：
Hua X
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hua X
锂硫（Li-S）电池是重要的下一代高能量密度电池技术。然而，被称为多硫化物穿梭的现象导致加速降解、降低库仑效率和增加发热，特别是在充电结束时。在充电过程中对穿梭开始的实时检测将提高锂硫电池在真实的应用中的安全性并增加循环寿命。在这项研究中，我们证明了差热伏安法（DTV）技术可以用于跟踪穿梭在锂硫充电。通过结合电压和温度的测量，DTV被证明是敏感的穿梭幅度。我们证明了在不同电流和温度下充电的Li-S电池的DTV曲线的显着差异。通过热耦合零维Li-S模型对实验DTV曲线进行了定量解释。DTV技术与模型一起，是应用中穿梭机实时检测的有前途的工具，以通知控制算法来决定充电结束，从而防止过度退化和充电效率低下。
Lithium sulfur (Li-S) batteries are an important next generation high energy density battery technology. However, the phenomenon known as the polysulfide shuttle causes accelerated degradation, reduced Coulombic efficiency and increased heat generation, particularly towards the end of charge. The real-time detection of the onset of shuttle during charge would improve the safety and increase cycle life of Li-S batteries in real applications. In this study, we demonstrate that the Differential Thermal Voltammetry (DTV) technique can be used for tracking shuttle during Li-S charging. By combining voltage and temperature measurements, DTV is shown to be sensitive to the magnitude of shuttle. We demonstrate significant differences in the DTV curves for Li-S cells charged at different currents and temperatures. Quantitative interpretations of the experimental DTV curves are performed through a thermally-coupled zero-dimensional Li-S model. The DTV technique, together with the model, is a promising tool for real-time detection of shuttle in applications, to inform control algorithms for deciding the end of charging, thus preventing excessive degradation and charge inefficiency.
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DOI：
--
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
作者：
D. Stroe;V. Knap;M. Swierczynski;E. Schaltz
通讯作者：
E. Schaltz
用于航天器应用的锂硫电池的表征、建模和管理
DOI：
--
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
--
作者：
Claire Parfitt
通讯作者：
Claire Parfitt
DOI：
10.1039/c5cp05755h
发表时间：
2016-01
期刊：
Physical chemistry chemical physics : PCCP
影响因子：
--
作者：
M. Marinescu;Teng Zhang;G. Offer
通讯作者：
M. Marinescu;Teng Zhang;G. Offer
影响因子：
6.6
作者：
Teng Zhang;M. Marinescu;S. Walus;G. Offer
通讯作者：
G. Offer
影响因子：
9.2
作者：
K. Propp;M. Marinescu;D. Auger;L. O'Neill;A. Fotouhi;Karthik Somasundaram;G. Offer;G. Minton;S. Longo;Mark Wild;V. Knap
通讯作者：
K. Propp;M. Marinescu;D. Auger;L. O'Neill;A. Fotouhi;Karthik Somasundaram;G. Offer;G. Minton;S. Longo;Mark Wild;V. Knap