ZN
Ziyang Ning
Author with expertise in Lithium-ion Battery Technology
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
4
(50% Open Access)
Cited by:
1,223
h-index:
17
/
i10-index:
19
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Critical stripping current leads to dendrite formation on plating in lithium anode solid electrolyte cells

Jitti Kasemchainan et al.Jul 29, 2019
A critical current density on stripping is identified that results in dendrite formation on plating and cell failure. When the stripping current density removes Li from the interface faster than it can be replenished, voids form in the Li at the interface and accumulate on cycling, increasing the local current density at the interface and ultimately leading to dendrite formation on plating, short circuit and cell death. This occurs even when the overall current density is considerably below the threshold for dendrite formation on plating. For the Li/Li6PS5Cl/Li cell, this is 0.2 and 1.0 mA cm−2 at 3 and 7 MPa pressure, respectively, compared with a critical current for plating of 2.0 mA cm−2 at both 3 and 7 MPa. The pressure dependence on stripping indicates that creep rather than Li diffusion is the dominant mechanism transporting Li to the interface. The critical stripping current is a major factor limiting the power density of Li anode solid-state cells. Considerable pressure may be required to achieve even modest power densities in solid-state cells. A ceramic electrolyte with a lithium metal anode can offer advantages over liquid electrolytes for Li-ion battery performance. A critical current density on stripping in a solid-state cell is identified, resulting in dendrite formation on plating and failure.
0
Paper
Citation706
0
Save
0

Achieving High‐Capacity Cathode Presodiation Agent Via Triggering Anionic Oxidation Activity in Sodium Oxide

Yilong Chen et al.Jul 20, 2024
Abstract Compensating for the irreversible loss of limited active sodium (Na) is crucial for enhancing the energy density of practical sodium‐ion batteries (SIBs) full‐cell, especially when employing hard carbon anode with initially lower coulombic efficiency. Introducing sacrificial cathode presodiation agents, particularly those that own potential anionic oxidation activity with a high theoretical capacity, can provide additional sodium sources for compensating Na loss. Herein, Ni atoms are precisely implanted at the Na sites within Na 2 O framework, obtaining a (Na 0.89 Ni 0.05 □ 0.06 ) 2 O (Ni–Na 2 O) presodiation agent. The synergistic interaction between Na vacancies and Ni catalyst effectively tunes the band structure, forming moderate Ni–O covalent bonds, activating the oxidation activity of oxygen anion, reducing the decomposition overpotential to 2.8 V (vs Na/Na + ), and achieving a high presodiation capacity of 710 mAh/g ≈Na2O (Na 2 O decomposition rate >80%). Incorporating currently‐modified presodiation agent with Na 3 V 2 (PO 4 ) 3 and Na 2/3 Ni 2/3 Mn 1/3 O 2 cathodes, the energy density of corresponding Na‐ion full‐cells presents an essential improvement of 23.9% and 19.3%, respectively. Further, not limited to Ni–Na 2 O, the structure–function relationship between the anionic oxidation mechanism and electrode–electrolyte interface fabrication is revealed as a paradigm for the development of sacrificial cathode presodiation agent.