Operando electron paramagnetic resonance spectroscopy-formation of mossy lithium on lithium anodes during charge-discharge cycling

Energy and Environmental Science

Volumn 8, Issue 4, 2015, Pages 1358-1367

  Wandt, Johannes ^a   Marino, Cyril ^a   Gasteiger, Hubert A ^a   Jakes, Peter ^b   Eichel, Rüdiger A ^b,c,d   Granwehr, Josef ^b  

^a TECHNICAL UNIVERSITY OF MUNICH   (Germany)

^b FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH   (Germany)

^c RWTH AACHEN UNIVERSITY   (Germany)

^d Institute of Inorganic Chemistry   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADDITIVES; ANODES; ELECTRIC DISCHARGES; ELECTROLYTES; ELECTRON RESONANCE; ELECTRON SPIN RESONANCE SPECTROSCOPY; LITHIUM-ION BATTERIES; PARAMAGNETIC RESONANCE; PARAMAGNETISM; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY;

CHARGE DISCHARGE CYCLING; DENDRITE FORMATION; ELECTROCHEMICAL CYCLING; ELECTROLYTE ADDITIVES; ELECTRON PARAMAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; FLUOROETHYLENE CARBONATES; LITHIUM METAL ANODE; MEASUREMENT TECHNIQUES;

LITHIUM METALLOGRAPHY;

DISSOLUTION; ELECTROCHEMICAL METHOD; ELECTRODE; ELECTRON; FUEL CELL; LITHIUM; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; SPECTROSCOPY;

EID: 84926483772     PISSN: 17545692     EISSN: 17545706     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4ee02730b     Document Type: Article

References (68)

1. K. G. Gallagher S. Goebel T. Greszler M. Mathias W. Oelerich D. Eroglu V. Srinivasan Energy Environ. Sci. 2014 7 1555 1563
2. J. Christensen P. Albertus R. S. Sanchez-Carrera T. Lohmann B. Kozinsky R. Liedtke J. Ahmed A. Kojic J. Electrochem. Soc. 2012 159 R1 R30
3. P. Bruce S. Freunberger L. Hardwick J.-M. Tarascon Nat. Mater. 2012 11 19 30
4. Y.-X. Yin S. Xin Y.-G. Guo L.-J. Wan Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2013 52 13186 13200
5. Y. Mikhaylik I. Kovalev R. Schock K. Kumaresan J. Xu J. Affinito Meet. Abstr. Electrochem. Soc. 2009 902 216
6. J.-M. Tarascon Philos. Trans. R. Soc., A 2010 368 3227 3241
7. J. B. Bates, US Pat., 5314765, 1994
8. S. J. Visco and Y. S. Nimon, US Pat., 7645543 B2, 2010
9. S. J. Visco, E. Nimon, B. Katz, US Pat., 7282296, 2007
10. A. Aryanfar D. Brooks B. V Merinov W. A. Goddard A. J. Colussi M. R. Hoffmann J. Phys. Chem. Lett. 2014 5 1721 1726
11. F. Ding W. Xu G. L. Graff J. Zhang M. L. Sushko X. Chen Y. Shao M. H. Engelhard Z. Nie J. Xiao X. Liu P. V. Sushko J. Liu J.-G. Zhang J. Am. Chem. Soc. 2013 135 4450 4456
12. J. K. Stark Y. Ding P. A. Kohl J. Electrochem. Soc. 2013 160 D337 D342
13. J. T. Vaughey G. Liu J.-G. Zhang MRS Bull. 2014 39 429 435
14. W. Xu J. Wang F. Ding X. Chen E. Nasybulin Y. Zhang J.-G. Zhang Energy Environ. Sci. 2014 7 513 537
15. D. Aurbach E. Zinigrad Y. Cohen H. Teller Solid State Ionics 2002 148 405 416
16. M. Dollé L. Sannier B. Beaudoin M. Trentin J.-M. Tarascon Electrochem. Solid-State Lett. 2002 5 A286 A289
17. K. J. Harry D. T. Hallinan D. Y. Parkinson A. A. Macdowell N. P. Balsara Nat. Mater. 2013 12 1 6
18. K. Ozawa Solid State Ionics 1994 69 212 221
19. H. Buqa D. Goers M. Holzapfel M. E. Spahr P. Novák J. Electrochem. Soc. 2005 152 A474 A481
20. M. C. Smart B. V. Ratnakumar L. Whitcanack K. Chin M. Rodriguez S. Surampudi IEEE Aerosp. Electron. Syst. Mag. 2002 17 16 20
21. P. Arorat R. E. White M. Doyle J. Electrochem. Soc. 1998 145 3647 3667
22. S. S. Zhang K. Xu T. R. Jow J. Power Sources 2006 160 1349 1354
23. M. C. Smart B. V. Ratnakumar J. Electrochem. Soc. 2011 158 A379 A389
24. M. Dubarry C. Truchot B. Y. Liaw K. Gering S. Sazhin D. Jamison C. Michelbacher J. Electrochem. Soc. 2012 160 A191 A199
25. Z. Li J. Huang B. Yann Liaw V. Metzler J. Zhang J. Power Sources 2014 254 168 182
26. M. C. Smart B. L. Lucht S. Dalavi F. C. Krause B. V. Ratnakumar J. Electrochem. Soc. 2012 159 A739 A751
27. L. Gireaud S. Grugeon S. Laruelle B. Yrieix J.-M. Tarascon Electrochem. Commun. 2006 8 1639 1649
28. O. Crowther A. C. West J. Electrochem. Soc. 2008 155 A806 A811
29. R. McMillan H. Slegr Z. Shu W. Wang J. Power Sources 1999 81-82 20 26
30. R. Mogi M. Inaba S.-K. Jeong Y. Iriyama T. Abe Z. Ogumi J. Electrochem. Soc. 2002 149 A1578 A1583
31. K. Nishikawa T. Mori T. Nishida Y. Fukunaka M. Rosso T. Homma J. Electrochem. Soc. 2010 157 A1212 A1217
32. T. Nishida K. Nishikawa M. Rosso Y. Fukunaka Electrochim. Acta 2013 100 333 341
33. J. Steiger D. Kramer R. Mönig J. Power Sources 2014 261 112 119
34. J. Steiger D. Kramer R. Mönig Electrochim. Acta 2014 136 529 536
35. F. Orsini A. Du Pasquier B. Beaudoin J. M. Tarascon J. Power Sources 1998 76 19 29
36. R. Bhattacharyya B. Key H. Chen A. S. Best A. F. Hollenkamp C. P. Grey Nat. Mater. 2010 9 504 510
37. S. Chandrashekar N. M. Trease H. J. Chang L.-S. Du C. P. Grey A. Jerschow Nat. Mater. 2012 11 311 315
38. N. Schweikert A. Hofmann M. Schulz M. Scheuermann S. T. Boles T. Hanemann H. Hahn S. Indris J. Power Sources 2013 228 237 243
39. F. Poli J. S. Kshetrimayum L. Monconduit M. Letellier Electrochem. Commun. 2011 13 1293 1295
40. G. Gershinsky E. Bar L. Monconduit D. Zitoun Energy Environ. Sci. 2014 7 2012 2016
41. A. V. Cresce S. M. Russell D. R. Baker K. J. Gaskell K. Xu Nano Lett. 2014 14 1405 1412
42. L. Zhuang J. Lu Rev. Sci. Instrum. 2000 71 4242 4248
43. S. Meini M. Piana N. Tsiouvaras A. Garsuch H. A. Gasteiger Electrochem. Solid-State Lett. 2012 15 A45 A48
44. D. R. Gallus R. Schmitz R. Wagner B. Hoffmann S. Nowak I. Cekic-Laskovic R. W. Schmitz M. Winter Electrochim. Acta 2014 134 393 398
45. P. Jakes E. Erdem A. Ozarowski J. van Tol R. Buckan D. Mikhailova H. Ehrenberg R.-A. Eichel Phys. Chem. Chem. Phys. 2011 13 9344 9352
46. E. Erdem V. Mass A. Gembus A. Schulz V. Liebau-Kunzmann C. Fasel R. Riedel R.-A. Eichel Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 5628 5633
47. F. Dyson Phys. Rev. 1955 98 349 359
48. G. R. Eaton, S. S. Eaton, D. P. Barr and R. T. Weber, Quantitative EPR, Springer, Vienna, 2010
49. R. H. Webb Phys. Rev. 1967 158 225 233
50. V. Sitaram A. Sharma S. Bhat K. Mizoguchi R. Menon Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2005 72 035209
51. G. Feher A. F. Kip Phys. Rev. 1955 98 337 348
52. A. K. Padhi K. S. Nanjundaswamy J. B. Goodenough J. Electrochem. Soc. 1997 144 1188 1194
53. K. Zaghib J. Shim A. Guerfi P. Charest K. A. Striebel Electrochem. Solid-State Lett. 2005 8 A207 A210
54. D. Y. W. Yu K. Donoue T. Inoue M. Fujimoto S. Fujitani J. Electrochem. Soc. 2006 153 A835 A839
55. C. Fongy A.-C. Gaillot S. Jouanneau D. Guyomard B. Lestriez J. Electrochem. Soc. 2010 157 A885 A891
56. C. Fongy S. Jouanneau D. Guyomard J. C. Badot B. Lestriez J. Electrochem. Soc. 2010 157 A1347 A1353
57. I. Yoshimatsu T. Hirai J. Yamaki J. Electrochem. Soc. 1988 135 2422 2427
58. D. Aurbach Y. Gofer J. Langzam J. Electrochem. Soc. 1989 136 3198 3205
59. M. Arakawa S. Tobishima Y. Nemoto M. Ichimura J. Power Sources 1993 43-44 27 35
60. J. Yamaki, in 40th Int. Soc. Electrochem. Meet., 1990, pp. 150-151
61. R. B. Lewis T. R. Carver Phys. Rev. Lett. 1964 12 693 695
62. M. Höhne Phys. Status Solidi B 1978 85 525 534
63. K. Saiki T. Fujita Y. Shimizu S. Sakoh N. Wanda J. Phys. Soc. Jpn. 1972 32 447 450
64. E. Markevich K. Fridman R. Sharabi R. Elazari G. Salitra H. E. Gottlieb G. Gershinsky A. Garsuch G. Semrau M. A. Schmidt D. Aurbach J. Electrochem. Soc. 2013 160 A1824 A1833
65. J. Yamaki S. Tobishima K. Hayashi K. Saito Y. Nemoto M. Arakawa J. Power Sources 1998 74 219 227
66. D. Aurbach J. Power Sources 2000 89 206 218
67. M. Odziemkowski D. E. Irish J. Electrochem. Soc. 1992 139 3063 3074
68. N. Schweikert R. Heinzmann A. Eichhöfer H. Hahn S. Indris Solid State Ionics 2012 226 15 23