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Accès ouvert déclaré 2024 article

Operando tracking of ion population changes in the EDL electrode of a lithium-ion capacitor during its charge/discharge

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Rattachement africain : pl, fr. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

This study elucidates in-pore ion population changes in an activated carbon (AC)-based electrode operating within an extended potential range, akin to the positive electrode of a lithium-ion capacitor (LIC). Molecular dynamics (MD) simulations applied to a battery-type electrolyte (1 mol L −1 LiPF 6 in EC:DMC), both in bulk and adsorbed within a model porous carbon, reveal partial solvation of Li⁺ cations within the pores and complete desolvation of PF 6 ⁻ anions in both states. Operando electrochemical dilatometry (ECD), in situ potentiostatic electrochemical impedance spectroscopy, and operando Raman spectroscopy on AC electrodes confirm: (i) ionic exchange followed by anion adsorption during initial hole injection from the point of zero charge ( PZC ) to 4.5 V vs. Li/Li⁺; (ii) desorption and peak liberation of trapped PF 6 ⁻ at 3.2 V vs. Li/Li⁺ during hole withdrawal; (iii) perm-selective adsorption of partially solvated Li⁺ during electron injection down to 2.2 V vs. Li/Li⁺; (iv) cation desorption during electron withdrawal up to PZC followed by similar ionic exchange and anion adsorption (as described in (i)) at potentials above the PZC , however with peak liberation of trapped Li⁺ at 3.8 V vs. Li/Li⁺. The high polarization required to extract trapped ions from the pores may explain the reduced lifespan of LICs, requiring further work to eliminate trapping by optimizing porous texture.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Operando tracking of ion population changes in the EDL electrode of a lithium-ion capacitor during its charge/discharge
Date Crossref
01/11/2024
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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