Probing the degradation mechanisms in electrolyte solutions for li-ion batteries by in situ transmission electron microscopy

Nano Letters

Volumn 14, Issue 3, 2014, Pages 1293-1299

  Abellan, Patricia ^a   Mehdi, B Layla ^a   Parent, Lucas R ^a   Gu, Meng ^b   Park, Chiwoo ^c   Xu, Wu ^a   Zhang, Yaohui ^a,d   Arslan, Ilke ^a   Zhang, Ji Guang ^a   Wang, Chong Min ^b   Evans, James E ^b   Browning, Nigel D ^a  

^a PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c FLORIDA STATE UNIVERSITY   (United States)

^d HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (China)

Author keywords

electrolyte; In situ TEM; Li ion battery; liquid stage; Lithium salt

Indexed keywords

DEGRADATION; EXPERIMENTS; IN SITU PROCESSING; LIQUIDS; LITHIUM; LITHIUM BATTERIES; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY;

ELECTROCHEMICAL REACTIONS; ELECTROCHEMICAL STABILITIES; ELECTROLYTE DEGRADATIONS; IN-SITU TEM; IN-SITU TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPIES; LI-ION BATTERIES; LIQUID STAGES; LITHIUM SALTS;

ELECTROLYTES;

EID: 84896377217     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl404271k     Document Type: Article

References (46)

1. Yamamoto, K.; Iriyama, Y.; Asaka, T.; Hirayama, T.; Fujita, H.; Fisher, C. A. J.; Nonaka, K.; Sugita, Y.; Ogumi, Z. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 4414-4417
2. Wang, C. M.; Xu, W.; Liu, J.; Choi, D. W.; Arey, B.; Saraf, L. V.; Zhang, J. G.; Yang, Z. G.; Thevuthasan, S.; Baer, D. R.; Salmon, N. J. Mater. Res. 2010, 25, 1541-1547
3. Wang, C. M.; Xu, W.; Liu, J.; Zhang, J. G.; Saraf, L. V.; Arey, B. W.; Choi, D. W.; Yang, Z. G.; Xiao, J.; Thevuthasan, S.; Baer, D. R. Nano Lett. 2011, 11, 1874-1880
4. Klett, M.; Giesecke, M.; Nyman, A.; Hallberg, F.; Lindstrom, R. W.; Lindbergh, G.; Furo, I. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14654-14657
5. Wang, J.; Chen-Wiegart, Y.-c. K.; Wang, J. Chem. Commun. 2013, 49, 6480-6482
6. Lucas, I. T.; Pollak, E.; Kostecki, R. Electrochem. Commun. 2009, 11, 2157-2160
7. Lux, S. F.; Lucas, I. T.; Pollak, E.; Passerini, S.; Winter, M.; Kostecki, R. Electrochem. Commun. 2012, 14, 47-50
8. Novak, P.; Goers, D.; Hardwick, L.; Holzapfel, M.; Scheifele, W.; Ufhiel, J.; Wursig, A. J. Power Sources 2005, 146, 15-20
9. Huang, J. Y.; Zhong, L.; Wang, C. M.; Sullivan, J. P.; Xu, W.; Zhang, L. Q.; Mao, S. X.; Hudak, N. S.; Liu, X. H.; Subramanian, A.; Fan, H. Y.; Qi, L. A.; Kushima, A.; Li, J. Science 2010, 330, 1515-1520
10. Brazier, A.; Dupont, L.; Dantras-Laffont, L.; Kuwata, N.; Kawamura, J.; Tarascon, J. M. Chem. Mater. 2008, 20, 2352-2359
11. Liu, X. H.; Liu, Y.; Kushima, A.; Zhang, S.; Zhu, T.; Li, J.; Huang, J. Y. Adv. Energy Mater. 2012, 2, 722-741
12. Liu, X. H.; Huang, J. Y. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3844-3860
13. Woehl, T. J.; Evans, J. E.; Arslan, L.; Ristenpart, W. D.; Browning, N. D. ACS Nano 2012, 6, 8599-8610
14. Liao, H. G.; Cui, L. K.; Whitelam, S.; Zheng, H. M. Science 2012, 336, 1011-1014
15. Woehl, T. J.; Park, C.; Evans, J. E.; Arslan, I.; Ristenpart, W. D.; Browning, N. D. Nano Lett. 2014, 14, 373-8
16. Evans, J. E.; Jungjohann, K. L.; Wong, P. C. K.; Chiu, P.-L.; Dutrow, G. H.; Arslan, I.; Browning, N. D. Micron 2012, 43, 1085-1090
17. Mirsaidov, U. M.; Zheng, H. M.; Casana, Y.; Matsudaira, P. Biophys. J. 2012, 102, L15-L17
18. Huang, T. W.; Liu, S. Y.; Chuang, Y. J.; Hsieh, H. Y.; Tsai, C. Y.; Wu, W. J.; Tsai, C. T.; Mirsaidov, U.; Matsudaira, P.; Chang, C. S.; Tseng, F. G.; Chen, F. R. Soft Matter 2013, 9, 8856-8861
19. Proetto, M. T.; Rush, A. M.; Chien, M. P.; Abellan Baeza, P.; Patterson, J. P.; Thompson, M. P.; Olson, N. H.; Moore, C. E.; Rheingold, A. L.; Andolina, C.; Millstone, J.; Howell, S. B.; Browning, N. D.; Evans, J. E.; Gianneschi, N. C. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 1162-1165
20. Williamson, M. J.; Tromp, R. M.; Vereecken, P. M.; Hull, R.; Ross, F. M. Nat. Mater. 2003, 2, 532-536
21. White, E. R.; Singer, S. B.; Augustyn, V.; Hubbard, W. A.; Mecklenburg, M.; Dunn, B.; Regan, B. C. ACS Nano 2012, 6, 6308-6317
22. Evans, J. E.; Jungjohann, K. L.; Browning, N. D.; Arslan, I. Nano Lett. 2011, 11, 2809-2813
23. Zheng, H. M.; Claridge, S. A.; Minor, A. M.; Alivisatos, A. P.; Dahmen, U. Nano Lett. 2009, 9, 2460-2465
24. Jungjohann, K. L.; Bliznakov, S.; Sutter, P. W.; Stach, E. A.; Sutter, E. A. Nano Lett. 2013, 13, 2964-2970
25. Parent, L. R.; Robinson, D. B.; Cappillino, P. J.; Hartnett, R. J.; Abellan, P.; Evans, J. E.; Browning, N. D.; Arslan, I. Chem. Mater. 2014, 26, 1426-1433
26. Gu, M.; Parent, L. R.; Mehdi, B. L.; Unocic, R. R.; McDowell, M. T.; Sacci, R. L.; Xu, W.; Connell, J. G.; Xu, P.; Abellan, P.; Chen, X.; Zhang, Y.; Perea, D. E.; Evans, J. E.; Lauhon, L. J.; Zhang, J.-G.; Liu, J.; Browning, N. D.; Cui, Y.; Arslan, I.; Wang, C.-M. Nano Lett. 2013, 13, 6106-6112
27. Xu, K. Chem. Rev. 2004, 104, 4303-4417
28. Nasybulin, E.; Xu, W.; Engelhard, M. H.; Nie, Z. M.; Burton, S. D.; Cosimbescu, L.; Gross, M. E.; Zhang, J. G. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 2635-2645
29. Gofer, Y.; Ben-Zion, M.; Aurbach, D. J. Power Sources 1992, 39, 163-178
30. Nanjundiah, C.; Goldman, J. L.; Dominey, L. A.; Koch, V. R. J. Electrochem. Soc. 1988, 135, 2914-2917
31. Hanack, M.; Michel, U. Angew. Chem., Int. Ed. Eng. 1979, 18, 870-871
32. Belloni, J.; Mostafavi, M.; Remita, H.; Marignier, J. L.; Delcourt, M. O. New J. Chem. 1998, 22, 1239-1255
33. Belloni, J. Catal. Today 2006, 113, 141-156
34. Peled, E.; Golodnitsky, D.; Menachem, C.; Bar-Tow, D. J. Electrochem. Soc. 1998, 145, 3482-3486
35. Verma, P.; Maire, P.; Novak, P. Electrochim. Acta 2010, 55, 6332-6341
36. Egerton, R. F. Electron Energy-Loss Spectroscopy in the Electron Microscope, 3 rd ed.; Springer: New York, 2011.
37. Jungjohann, K. L.; Evans, J. E.; Aguiar, J. A.; Arslan, I.; Browning, N. D. Microsc. Microanal. 2012, 18, 621-627
38. Holtz, M. E.; Yu, Y.; Gao, J.; Abruña, H. D.; Muller, D. A. Microsc. Microanal. 2013, 19, 1027-1035
39. Richard, M. P.; Charles, M. G. Photochemistry in Ionic Liquids. In CRC Handbook of Organic Photochemistry and Photobiology, 2 nd ed.; William, M. H.; Francesco, L., Eds.; CRC Press: Boca Raton, FL, 2010; p 5.7.
40. Gachot, G.; Grugeon, S.; Armand, M.; Pilard, S.; Guenot, P.; Tarascon, J. M.; Laruelle, S. J. Power Sources 2008, 178, 409-421
41. Park, C. Technometrics 2013, 1-26
42. Gachot, G.; Ribiere, P.; Mathiron, D.; Grugeon, S.; Armand, M.; Leriche, J. B.; Pilard, S.; Laruelle, S. Anal. Chem. 2011, 83, 478-485
43. Parent, L. R.; Robinson, D. B.; Woehl, T. J.; Ristenpart, W. D.; Evans, J. E.; Browning, N. D.; Arslan, I. ACS Nano 2012, 6, 3589-3596
44. Woehl, T. J.; Jungjohann, K. L.; Evans, J. E.; Arslan, I.; Ristenpart, W. D.; Browning, N. D. Ultramicroscopy 2013, 127, 53-63
45. Park, C.; Huang, J. H. Z.; Ji, J. X.; Ding, Y. IEEE Trans. Pattern. Anal. Mach. Intell. 2013, 35, 669-681
46. Park, C.; Woehl, T. J.; Evans, J. E.; Browning, N. D. IEEE Transaction on Pattern Analysis and Machine Intelligence. Submitted for publication.