Revealing the Mechano‐Electrochemical Coupling Behavior and Discharge Mechanism of Fluorinated Carbon Cathodes toward High‐Power Lithium Primary Batteries
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Abstract Unclear reaction mechanisms and unsatisfactory power performance hinder the further development of advanced lithium/fluorinated carbon (Li/CFx) batteries. Herein, the mechano‐electrochemical coupling behavior of a CFx cathode is investigated by in situ monitoring strain/stress using digital image correlation (DIC) techniques, electrochemical methods, and theoretical equations. The DIC monitoring results present the distribution and dynamic evolution of the plane strain and indicate strong dependence toward the material structure and discharge rate. The average plane principal strain of fully discharged 2D fluorinated graphene nanosheets (FGNSs) at 0.5 C is 0.50%, which is only 38.5% that of conventional bulk‐structure CFx. Furthermore, the superior structural stability of the FGNSs is demonstrated by the microstructure and component characterization before and after discharge. The plane stress evolution is calculated based on theoretical equations, and the contributions of electrochemical and mechanical factors are examined and discussed. Subsequently, a structure‐dependent three‐region discharge mechanism for CFx electrodes is proposed from a mechanical perspective. Additionally, the surface deformation of Li/FGNSs pouch cells formed during the discharge process is monitored using in situ DIC. This study reveals the discharge mechanism of Li/CFx batteries and facilitates the design of advanced CFx materials.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Revealing the Mechano‐Electrochemical Coupling Behavior and Discharge Mechanism of Fluorinated Carbon Cathodes toward High‐Power Lithium Primary Batteries
- Date Crossref
- 06/10/2023
- Éditeur
- Wiley
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Zhejiang Energy Research Institute pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Xiangtan University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Zhejiang University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Changsha University of Science and Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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College of Energy Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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School of Materials Science and Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Zhejiang Energy Research Institute, Xiangtan University et Zhejiang University, avec 3 autres affiliations.
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