Electrolyte Dynamics in High-Ni NMC Observed via Operando Neutron Imaging
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Le résumé fourni par la source
Understanding electrolyte dynamics within lithium-ion batteries is critical for improving performance and longevity, yet remains experimentally challenging due to the difficulty of probing liquid phases inside opaque cells. Here, we employ in situ neutron computed tomography (NCT) and operando neutron radiography to non-destructively visualise liquid electrolyte mobility in commercial Li-ion pouch cells with single-crystal (SC) and polycrystalline (PC) cathodes. The neutron-based techniques enable three-dimensional and time-resolved (4D) tracking of electrolyte distribution, leveraging their strong sensitivity to hydrogen in carbonate-based electrolytes. We find that SC cells exhibit a more homogeneous electrolyte distribution after wetting and the first charge, whereas PC cells retain pronounced heterogeneities and higher overall electrolyte mobility, which could have further implications for cell performance and lifetime. Varying the charge rate reveals that slower rates promote more extensive electrolyte movement, facilitating homogeneous electrolyte wetting throughout the electrode stack. Despite limited spatial resolution, the combination of NCT and radiography provides unprecedented full-cell insight into electrolyte redistribution and electrode motion during formation and cycling. This work highlights the capability of neutron imaging to probe electrolyte behaviour in operando, establishing it as a powerful diagnostic tool for next-generation battery design and optimisation.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Electrolyte Dynamics in High-Ni NMC Observed via Operando Neutron Imaging
- Date Crossref
- 09/07/2026
- Éditeur
- American Chemical Society (ACS)
- Type
- posted-content
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Où se fait cette recherche
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Science and Technology Facilities Council pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Diamond Light Source pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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University of Oxford pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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ECSI Fibrotools (United States) pays non établi dans la noticeEntreprise
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The Faraday Institution pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
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ISIS Neutron and Muon Source pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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University College London pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Advanced Propulsion Lab pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Department of Engineering pays non établi dans la noticeInstitution
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Electrochemical Innovation Lab pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institut Elektrochemische Energiespeicherung pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Science and Technology Facilities Council, Diamond Light Source et University of Oxford, avec 9 autres affiliations.
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