Lithium-Air Batteries: Performance Interplays with Instability Factors

ChemElectroChem

Volumn 2, Issue 3, 2015, Pages 312-323

  Ye, Luhan ^a   Lv, Weiqiang ^a   Cui, Junyi ^a   Liang, Yachun ^a   Wu, Peng ^a   Wang, Xiaoning ^a   He, Han ^a   Lin, Senjun ^b   Wang, Wei ^c   Dickerson, James H ^d,e   He, Weidong ^a,f  

^a UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA   (China)

^b ZHEJIANG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (China)

^c HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (China)

^d BROOKHAVEN NATIONAL LABORATORY   (United States)

^e BROWN UNIVERSITY   (United States)

^f VANDERBILT UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

Electrochemistry; Electrode; Electrolyte; Instability factors; Lithium air batteries

Indexed keywords

ASSOCIATION REACTIONS; ELECTRIC BATTERIES; ELECTROCHEMISTRY; ELECTRODES; ELECTROLYTES; LITHIUM; SECONDARY BATTERIES; STABILITY; VIRTUAL STORAGE;

AMBIENT CONDITIONS; BATTERY MARKETS; CAPACITY DEGRADATION; CYCLIC PERFORMANCE; ELECTROCHEMICAL STORAGE; ELECTROLYTE DECOMPOSITION; LITHIUM-AIR BATTERY; SPECIFIC ENERGY DENSITY;

LITHIUM BATTERIES;

EID: 84926413115     PISSN: None     EISSN: 21960216     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/celc.201402315     Document Type: Short Survey

References (100)

1. M. Liu, M. B. Johnston, H. J. Snaith, Nature 2013, 501, 395-398.
2. T. Abbasi, S. A. Abbasi, Renewable Sustainable Energy Rev. 2010, 14, 919-937.
3. S. P. S. Badwal, S. Giddey, A. Kulkarni, C. Munnings, J. Aust. Ceram. Soc. 2014, 50, 23-37.
4. R. Baños, F. Manzano-Agugliaro, F. G. Montoya, C. Gil, A. Alcayde, J. Gómez, Renewable Sustainable Energy Rev. 2011, 15, 1753-1766.
5. S. Han, D. Wu, S. Li, F. Zhang, X. Feng, Adv. Mater. 2014, 26, 849-864.
6. P. Poizot, F. Dolhem, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2003-2019.
7. G. Zhou, D. W. Wang, F. Li, L. Zhang, N. Li, Z. S. Wu, W. Lei, G. Q. Lu, H. M. Cheng, Chem. Mater. 2010, 22, 5306-5313.
8. M. A. Rahman, X. Wang, C. Wen, J. Appl. Electrochem. 2014, 44, 5-22.
9. G. Girishkumar, B. McCloskey, A. C. Luntz, S. Swanson, W. Wilcke, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2193-2203.
10. K. M. Abraham, Z. Jiang, J. Electrochem. Soc. 1996, 143, 1-5.
11. S.J. Visco, Y.S. Nimon, B. Katz, US Patent 8652692, 2014.
12. S.J. Visco, B.D. Katz, Y.S. Nimon, L.C. DeJonghe, US Patent 8828580, 2014.
13. A. Kraytsberg, Y. Ein-Eli, J. Power Sources 2011, 196, 886-893.
14. V. S. Bryantsev, V. Giordani, W. Walker, M. Blanco, S. Zecevic, K. Sasaki, G. V. Chase, J. Phys. Chem. A 2011, 115, 12399-12409.
15. V. S. Bryantsev, J. Uddin, V. Giordani, W. Walker, D. Addison, G. V. Chase, J. Electrochem. Soc. 2013, 160, A160-A171.
16. V. S. Bryantsev, F. Faglioni, J. Phys. Chem. A 2012, 116, 7128-7138.
17. D. Capsoni, M. Bini, S. Ferrari, E. Quartarone, P. Mustarelli, J. Power Sources 2012, 220, 253-263.
18. I. Kowalczk, J. Read, M. Salomon, Pure. Appl. Chem. 2007, 79, 851-860.
19. B. D. McCloskey, D. S. Bethune, R. M. Shelby, G. Girishkumar, A. C. Luntz, J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1161-1166.
20. R. Padbury, X. Zhang, J. Power Sources 2011, 196, 4436-4444.
21. M. M. OttakamThotiyl, S. A. Freunberger, Z. Peng, P. G. Bruce, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 494-500.
22. J. Xiao, D, Mei, X, Li, W. Xu, D. Wang, G. L. Graff, J. G. Zhang, Nano Lett. 2011, 11, 5071-5078.
23. J. Kang, O. L. Li, N. Saito, J. Power Sources 2014, 261, 156-161.
24. Y. Li, J. Wang, X. Li, J. Liu, D. Geng, J. Yang, X. Sun, Electrochem. Commun. 2011, 13, 668-672.
25. N. Zhao, C. Li, X. Guo, Energy Technol. 2014, 2, 317-324.
26. S. H. Oh, R. Black, E. Pomerantseva, J. H. Lee, L. F. Nazar, Nat. Chem. 2012, 4, 1004-1010.
27. J. Xiao, D. Wang, W. Xu, D. Wang, G. L. Graff, J. G. Zhang, J. Electrochem. Soc. 2010, 157, A487-A492.
28. C. Tran, X. Q. Yang, D. Qu, J. Power Sources 2010, 195, 2057-2063.
29. R. Younesi, M. Hahlin, K. Edström, ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 1333-1341.
30. W. Xu, V. V. Viswanathan, D. Wang, S. A. Towne, J. Xiao, Z. Nie, J. G. Zhang, J. Power Sources 2011, 196, 3894-3899.
31. Y. Wang, Electrochim. Acta 2012, 75, 239-246.
32. J. Read, K. Mutolo, M. Ervin, W. Behl, J. Wolfenstine, A. Driedger, D. Foster, J. Electrochem. Soc. 2003, 150, A1351-A1356.
33. N. Ding, S. Chien, T. S. A. Hor, R. Lum, Y. Zong, Z. Liu, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 12433-12441.
34. C. Tran, J. Kafle, X. Q. Yang, D. Qu, Carbon 2011, 49, 1266-1271.
35. V. Viswanathan, K. S. Thygesen, J. S. Hummelshøj, J. K. Nørskov, G. Girishkumar, B. D. McCloskey, A. C. Luntz, J. Chem. Phys. 2011, 135, 214704.
36. P. Albertus, G. Girishkumar, B. McCloskey, R. S. Sanchez-Carrera, B. Kozinsky, J. Christensen, A. C. Luntz, J. Electrochem. Soc. 2011, 158, A343-A351.
37. J. Chen, J. S. Hummelshøj, K. S. Thygesen, J. S. G. Myrdal, J. K. Nørskov, T. Vegge, Catal. Today 2011, 165, 2-9.
38. M. D. Radin, J. F. Rodriguez, F. Tian, D. J. Siegel, J. Am. Chem. Soc. 2011, 134, 1093-1103.
39. J. S. Hummelshøj, J. Blomqvist, S. Datta, T. Vegge, J. Rossmeisl, K. S. Thygesen, A. C. Luntz, K. W. Jacobsen, J. K. Nørskov, J. Chem. Phys. 2010, 132, 071101.
40. R. Mi, H. Liu, H. Wang, K. W. Wong, J. Mei, Y. Chen, H. Yan, Carbon 2014, 67, 744-752.
41. B. Sun, H. Liu, P. Munroe, H. Ahn, G. Wang, Nano Res. 2012, 5, 460-469.
42. H. G. Jung, J. Hassoun, J. B. Park, Y. K. Sun, B. Scrosati, Nat. Chem. 2012, 4, 579-585.
43. J. Read, J. Electrochem. Soc. 2002, 149, A1190-A1195.
44. B. D. McCloskey, A. Speidel, R. Scheffler, D. C. Miller, V. Viswanathan, J. S. Hummelshøj, A. C. Luntz, J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 997-1001.
45. Z. Peng, S. A. Freunberger, Y. Chen, P. G. Bruce, Science 2012, 337, 563-566.
46. M. M. OttakamThotiyl, S. A. Freunberger, Z. Peng, Y. Chen, Y. Liu, P. G. Bruce, Nat. Mater. 2013, 12, 1050-1056.
47. S. A. Freunberger, Y. Chen, F. Bardé, K. Takechi, F. Mizuno, P. G. Bruce in The Lithium Air Battery (Eds.: N. Imanishi, A.C. Luntz, P. Bruce), Springer, New York, 2014, pp.23-58.
48. J. Hassoun, F. Croce, M. Armand, B. Scrosati, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 2999-3002; Angew. Chem. 2011, 123, 3055-3058.
49. D. Sharon, V. Etacheri, A. Garsuch, M. Afri, A. A. Frimer, D. Aurbach, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 127-131.
50. E. J. Calvo, N. Mozhzhukhina, Electrochem. Commun. 2013, 31, 56-58.
51. S. A. Freunberger, Y. Chen, Z. Peng, J. M. Griffin, L. J. Hardwick, F. Bardé, P. G. Bruce, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8040-8047.
52. B. D. McCloskey, R. Scheffler, A. Speidel, G. Girishkumar, A. C. Luntz, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 23897-23905.
53. Y. C. Lu, Y. Shao-Horn, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 93-99.
54. H. Wang, K. Xie, Electrochim. Acta 2012, 64, 29-34.
55. Z. Zhang, J. Lu, R. S. Assary, P. Du, H. H. Wang, Y. K. Sun, K. Amine, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 25535-25542.
56. S. A. Freunberger, Y. Chen, N. E. Drewett, L. J. Hardwick, F. Bardé, P. G. Bruce, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 8609-8613; Angew. Chem. 2011, 123, 8768-8772.
57. S. Meini, N. Tsiouvaras, J. Herranz, M. Piana, H. Gasteiger, ECS Meeting Abstracts 2013, MA2013-02, 429.
58. D. G. Kwabi, N. Ortiz-Vitoriano, S. A. Freunberger, Y. Chen, N. Imanishi, P. G. Bruce, Y. Shao-Horn, MRS Bull. 2014, 39, 443-452.
59. N. Mozhzhukhina, L. P. MéndezDeLeo, E. J. Calvo, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 18375-18380.
60. A. M. Stephan, Eur. Polym. J 2006, 42, 21-42.
61. Z. L. Wang, D. Xu, J. J. Xu, X. B. Zhang, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 7746-7786.
62. T. R. Jow, K. Xu, O. Borodin, M. Ue, Electrolytes for Lithium and Lithium-Ion Batteries, Springer, New York, 2014.
63. J. Herranz, A. Garsuch, H. A. Gasteiger, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 19084-19094.
64. K. Takechi, S. Higashi, F. Mizuno, H. Nishikoori, H. Iba, T. Shiga, ECS Electrochem. Lett. 2012, 1, A27-A29.
65. G. A. Elia, J. B. Park, Y. K. Sun, B. Scrosati, J. Hassoun, ChemElectroChem. 2014, 1, 47-50.
66. W. Xu, J. Hu, M. H. Engelhard, S. A. Towne, J. S. Hardy, J. Xiao, J. G. Zhang, J. Power Sources 2012, 215, 240-247.
67. S. Oswald, D. Mikhailova, F. Scheiba, P. Reichel, A. Fiedler, H. Ehrenberg, Anal. Bioanal. Chem. 2011, 400, 691-696.
68. G. M. Veith, N. J. Dudney, J. Howe, J. Nanda, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 14325-14333.
69. S. H. Oh, T. Yim, E. Pomerantseva, L. F. Nazar, Electrochem. Solid-State Lett. 2011, 14, A185-A188.
70. E. Nasybulin, W. Xu, M. H. Engelhard, Z. Nie, S. D. Burton, L. Cosimbescu, J. G. Zhang, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 2635-2645.
71. W. Walker, V. Giordani, J. Uddin, V. S. Bryantsev, G. V. Chase, D. Addison, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2076-2079.
72. J. G. Zhang, D. Wang, W. Xu, J. Xiao, R. E. Williford, J. Power Sources 2010, 195, 4332-4337.
73. M. Mirzaeian, P. J. Hall, F. B. Sillars, I. Fletcher, M. M. Goldin, G. O. Shitta-bey, H. F. Jirandehi, J. Electrochem. Soc. 2013, 160, A25-A30.
74. S. R. Gowda, A. Brunet, G. M. Wallraff, B. D. McCloskey, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 276-279.
75. S. Meini, M. Piana, N. Tsiouvaras, A. Garsuch, H. A. Gasteiger, Electrochem. Solid-State Lett. 2012, 15, A45-A48.
76. M. Mirzaeian, P. J. Hall, M. M. Goldin, ECS Meeting Abstracts 2014, MA2014-1, 205.
77. J. Zhang, W. Xu, X. Li, W. Liu, J. Electrochem. Soc. 2010, 157, A940-A946.
78. J. Zhang, W. Xu, W. Liu, J. Power Sources 2010, 195, 7438-7444.
79. K. H. Xue, T. K. Nguyen, A. A. Franco, J. Electrochem. Soc. 2014, 161, E3028-E3035.
80. S. S. Zhang, K. Xu, J. Read, J. Power Sources 2011, 196, 3906-3910.
81. S. Sunahiro, M. Matsui, Y. Takeda, O. Yamamoto, N. Imanishi, J. Power Sources 2014, 262, 338-343.
82. Y. Wang, H. Zhou, J. Power Sources 2010, 195, 358-361.
83. Y. Shimonishi, T. Zhang, P. Johnson, N. Imanishi, A. Hirano, Y. Takeda, N. Sammes, J. Power Sources 2010, 195, 6187-6191.
84. Y. Shimonishi, A. Toda, T. Zhang, A. Hirano, N. Imanishi, O. Yamamoto, Y. Takeda, Solid State Ionics 2011, 183, 48-53.
85. P. He, Y. Wang, H. Zhou, J. Power Sources 2011, 196, 5611-5616.
86. R. Khurana, J. Schaefer, L. A. Archer, G. W. Coates, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7395-7402.
87. S. Hasegawa, N. Imanishi, T. Zhang, J. Xie, A. Hirano, Y. Takeda, O. Yamamoto, J. Power Sources 2009, 189, 371-377.
88. B. Kumar, J. Kumar, R. Leese, J. P. Fellner, S. J. Rodrigues, K. M. Abraham, J. Electrochem. Soc. 2010, 157, A50-A54.
89. T. Zhang, H. Zhou, Nat. Commun. 2013, 4, 1817.
90. Z. K. Luo, C. S. Liang, F. Wang, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 2101-2105.
91. P. Stevens, G. Toussaint, L. Puech, P. Vinatier, ECS Trans. 2013, 50, 1-11.
92. Y. Shimonishi, T. Zhang, N. Imanishi, D. Imb, D. Lee, A. Hiranoa, Y. Takeda, O. Yamamoto, N. Sammesc, J. Power Sources 2011, 196, 5128-5132.
93. W. He, X. Wang, L. Ye, Y. Pan, Y. Song, A. Liu, J. H. Dickerson, ChemElectroChem. 2014, 1, 2052-2057.
94. W. He, B. Wang, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 329-333.
95. W. He, J. Zou, B. Wang, S. Vilayurganapathy, M. Zhou, X. Lin, K. H. L. Zhang, J. Lin, P. Xu, J. H. Dickerson, J. Power Sources 2013, 237, 64-73.
96. W. He, Bin Wang, J. Power Sources 2013, 232, 93-98.
97. W. He, B. Wang, J. H. Dickerson, Nano Energy 2012, 1, 828-832.
98. W. He, B. Wang, H. Zhao, Y. Jiao, J. Power Sources 2011, 196, 9985.
99. W. He, W. Lv, J. H. Dickerson, Gas Transport in Solid Oxide Fuel Cells Springer 2014.
100. X. Wang, K. Wen, Y. Song, J. Power Sources- 2014, in press.