Corrosion Prevention Mechanism of Aluminum Metal in Superconcentrated Electrolytes

ChemElectroChem

Volumn 2, Issue 11, 2015, Pages 1687-1694

  Yamada, Yuki ^a,b   Chiang, Ching Hua ^a   Sodeyama, Keitaro ^b,c   Wang, Jianhui ^a   Tateyama, Yoshitaka ^b,c   Yamada, Atsuo ^a,b  

^a UNIVERSITY OF TOKYO   (Japan)

^b KYOTO UNIVERSITY   (Japan)

^c NATIONAL INSTITUTE FOR MATERIALS SCIENCE   (Japan)

Author keywords

Aluminum current collector; Corrosion; Electrochemistry; Electrolytes; Lithium ion batteries

Indexed keywords

ALUMINUM; AMIDES; CORROSION; CORROSION PREVENTION; ELECTRIC BATTERIES; ELECTRIC CURRENT COLLECTORS; ELECTROCHEMISTRY; ELECTROLYTES; IONS; LITHIUM; LITHIUM ALLOYS; LITHIUM COMPOUNDS; SECONDARY BATTERIES;

BIS(FLUOROSULFONYL)AMIDE; CHARGE DISCHARGE CYCLING; CURRENT COLLECTOR; EFFECTIVE SUPPRESSION; ELECTROCHEMICAL SYSTEMS; ELECTROLYTE MATERIAL; SOLUTION STRUCTURES; THRESHOLD CONCENTRATIONS;

LITHIUM-ION BATTERIES;

EID: 84946761120     PISSN: None     EISSN: 21960216     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/celc.201500235     Document Type: Article

References (67)

1. K. Xu, Chem. Rev. 2004, 104, 43037.
2. S. E. Sloop, J. K. Pugh, S. Wang, J. B. Kerr, K. Kinoshita, Electrochem. Solid-State Lett. 2001, 4, A42;
3. K. Tasaki, K. Kanda, S. Nakamura, M. Ue, J. Electrochem. Soc. 2003, 150, A1628;
4. S. E. Sloop, J. B. Kerr, K. Kinoshita, J. Power Sources 2003, 119-121, 330;
5. C. L. Campion, W. Li, B. L. Lucht, J. Electrochem. Soc. 2005, 152, A2327-A2334.
6. S. F. Lux, I. T. Lucas, E. Pollak, S. Passerini, M. Winter, R. Kostecki, Electrochem. Commun. 2012, 14, 47.
7. D. Aurbach, B. Markovsky, A. Rodkin, E. Levi, Y. S. Cohen, H.-J. Kim, M. Schmidt, Electrochim. Acta 2002, 47, 4291.
8. A. Abouimrane, J. Ding, I. J. Davidson, J. Power Sources 2009, 189, 693;
9. H. Han, S. Zhou, D. Zhang, S. Feng, L. Li, K. Liu, W. Feng, J. Nie, H. Li, X. Huang, M. Armand, Z. Zhou, J. Power Sources 2011, 196, 3623;
10. S. Seki, K. Takei, H. Miyashiro, M. Watanabe, J. Electrochem. Soc. 2011, 158, A769;
11. K. Zaghib, M. Dontigny, A. Guerfi, J. Trottier, J. Hamel-Paquet, V. Gariepy, K. Galoutov, P. Hovington, A. Mauger, H. Groult, C. M. Julien, J. Power Sources 2012, 216, 192;
12. K. Zaghib, M. Dontigny, P. Perret, A. Guerfi, M. Ramanathan, J. Prakash, A. Mauger, C. M. Julien, J. Power Sources 2014, 248, 1050;
13. B. Philippe, R. Dedryvère, M. Gorgoi, H. Rensmo, D. Gonbeau, K. Edström, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 9829;
14. J. L. Allen, D. W. McOwen, S. A. Delp, E. T. Fox, J. S. Dickmann, S. D. Han, Z. B. Zhou, T. R. Jow, W. A. Henderson, J. Power Sources 2013, 237, 104;
15. L. Zhang, L. Chai, L. Zhang, M. Shen, X. Zhang, V. S. Battaglia, T. Stephenson, H. Zheng, Electrochim. Acta 2014, 127, 39.
16. Y. Yamada, M. Yaegashi, T. Abe, A. Yamada, Chem. Commun. 2013, 49, 11194;
17. Y. Yamada, K. Furukawa, K. Sodeyama, K. Kikuchi, M. Yaegashi, Y. Tateyama, A. Yamada, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 5039;
18. S.-D. Han, O. Borodin, D. M. Seo, Z.-B. Zhou, W. A. Henderson, J. Electrochem. Soc. 2014, 161, A2042;
19. R. Petibon, C. P. Aiken, L. Ma, D. Xiong, J. R. Dahn, Electrochim. Acta 2015, 154, 287.
20. H. Matsumoto, H. Sakaebe, K. Tatsumi, M. Kikuta, E. Ishiko, M. Kono, J. Power Sources 2006, 160, 1308;
21. M. Ishikawa, T. Sugimoto, M. Kikuta, E. Ishiko, M. Kono, J. Power Sources 2006, 162, 658;
22. S. Seki, Y. Kobayashi, H. Miyashiro, Y. Ohno, Y. Mita, N. Terada, P. Charest, A. Guerfi, K. Zaghib, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 16708;
23. E. Paillard, Q. Zhou, W. A. Henderson, G. B. Appetecchi, M. Montanino, S. Passerini, J. Electrochem. Soc. 2009, 156, A891;
24. O. Borodin, W. Gorecki, G. D. Smith, M. Armand, J. Phys. Chem. B 2010, 114, 6786;
25. S. Tsuzuki, K. Hayamizu, S. Seki, J. Phys. Chem. B 2010, 114, 16329;
26. Y. Matsui, S. Kawaguchi, T. Sugimoto, M. Kikuta, T. Higashizaki, M. Kono, M. Yagmagata, M. Ishikawa, Electrochemistry 2012, 80, 808;
27. M. Yamagata, Y. Matsui, T. Sugimoto, M. Kikuta, T. Higashizaki, M. Kono, M. Ishikawa, J. Power Sources 2013, 227, 60;
28. H. Yoon, P. C. Howlett, A. S. Best, M. Forsyth, D. R. MacFarlane, J. Electrochem. Soc. 2013, 160, A1629.
29. P. Johansson, Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 1493.
30. K. Kanamura, T. Okagawa, Z. Takehara, J. Power Sources 1995, 57, 119;
31. L. J. Krause, W. Lamanna, J. Summerfield, M. Engle, G. Korba, R. Loch, R. Atanasoski, J. Power Sources 1997, 68, 320;
32. X. Wang, E. Yasukawa, S. Mori, Electrochim. Acta 2000, 45, 2677;
33. M. Morita, T. Shibata, N. Yoshimoto, M. Ishikawa, Electrochim. Acta 2002, 47, 2787;
34. K. Kanamura, T. Umegaki, S. Shiraishi, M. Ohashi, Z. Takehara, J. Electrochem. Soc. 2002, 149, A185;
35. X. Zhang, T. M. Devine, J. Electrochem. Soc. 2006, 153, B344;
36. X. Zhang, T. M. Devine, J. Electrochem. Soc. 2006, 153, B375;
37. S.-T. Myung, Y. Sasaki, S. Sakurada, Y. K. Sun, H. Yashiro, Electrochim. Acta 2009, 55, 288.
38. W. K. Behl, E. J. Plichta, J. Power Sources 1998, 72, 132;
39. M. Morita, T. Shibata, N. Yoshimoto, M. Ishikawa, J. Power Sources 2003, 119-121, 784;
40. T. Kawamura, T. Tanaka, M. Egashira, I. Watanabe, S. Okada, J. Yamaki, Electrochem. Solid-State Lett. 2005, 8, A459.
41. J. L. Goldman, A. B. McEwen, Electrochem. Solid-State Lett. 1999, 2, 501;
42. B. Garcia, M. Armand, J. Power Sources 2004, 132, 206;
43. C. Peng, L. Yang, Z. Zhang, K. Tachibana, Y. Yang, J. Power Sources 2007, 173, 510;
44. C. Peng, L. Yang, Z. Zhang, K. Tachibana, Y. Yang, S. Zhao, Electrochim. Acta 2008, 53, 4764;
45. R. S. Kühnel, M. Lübke, M. Winter, S. Passerini, A. Balducci, J. Power Sources 2012, 214, 178.
46. K. Matsumoto, K. Inoue, K. Nakahara, R. Yuge, T. Noguchi, K. Utsugi, J. Power Sources 2013, 231, 234;
47. D. W. McOwen, D. M. Seo, O. Borodin, J. Vatamanu, P. D. Boyle, W. A. Henderson, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 416;
48. C. Zhang, A. Yamazaki, J. Murai, J. W. Park, T. Mandai, K. Ueno, K. Dokko, M. Watanabe, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 17362;
49. H. Moon, T. Mandai, R. Tatara, K. Ueno, A. Yamazaki, K. Yoshida, S. Seki, K. Dokko, M. Watanabe, J. Phys. Chem. C 2015, 119, 3957.
50. E. R. Cohen, T. Cvitas, J. G. Frey, B. Holmström, K. Kuchitsu, R. Marquardt, I. Mills, F. Pavese, M. Quack, J. Stohner, H. L. Strauss, M. Takami, A. J. Thor in Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry, IUPAC Green Book, 3 ed. 2nd Printing, IUPAC & RSC Publishing, Cambridge, 2008.
51. D. Brouillette, D. E. Irish, N. J. Taylor, G. Perron, M. Odziem-kowski, J. E. Desnoyers, Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 6063;
52. D. M. Seo, O. Borodin, S.-D. Han, P. D. Boyle, W. A. Henderson, J. Electrochem. Soc. 2012, 159, A1489.
53. S. Hyodo, K. Okabayashi, Electrochim. Acta 1989, 34, 1551;
54. M. Morita, Y. Asai, N. Yoshimoto, M. Ishikawa, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1998, 94, 3451;
55. Z. Deng, D. E. Irish, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1992, 88, 2891;
56. D. M. Seo, P. D. Boyle, O. Borodin, W. A. Henderson, RSC Adv. 2012, 2, 8014.
57. S. S. Zhang, T. R. Jow, J. Power Sources 2002, 109, 458;
58. H. Yang, K. Kwon, T. M. Devine, J. W. Evans, J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 4399.
59. J. M. Diard, J. M. LeCanut, B. LeGorrec, C. Montella, Electrochim. Acta 1998, 43, 2469;
60. R. Gašparac, C. R. Martin, E. S. Lisac, Z. Mandic, J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 991.
61. Y. Yamada, K. Usui, C. H. Chiang, K. Kikuchi, K. Furukawa, A. Yamada, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 10892;
62. K. Sodeyama, Y. Yamada, K. Aikawa, A. Yamada, Y. Tateyama, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 14091.
63. R. Car, M. Parrinello, Phys. Rev. Lett. 1985, 55, 2471;
64. CPMD, http://www.cpmd.org/, Copyright IBM Corp 1990-2008, Copyright MPI für Festkörperforschung Stuttgart 1997-2001, accessed: April, 2015.
65. S. Nosé, J. Chem. Phys. 1984, 81, 511.
66. S. Goedecker, M. Teter, J. Hutter, Phys. Rev. B 1996, 54, 1703;
67. M. Krack, Theor. Chem. Acc. 2005, 114, 145.