Feasibility and Limitations of High-Voltage Lithium-Iron-Manganese Spinels
RENZI, Tatiana
Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux [ICMCB]
Laboratoire réactivité et chimie des solides - UMR CNRS 7314 UPJV [LRCS]
Institut Laue-Langevin [ILL]
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Laboratoire réactivité et chimie des solides - UMR CNRS 7314 UPJV [LRCS]
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RENZI, Tatiana
Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux [ICMCB]
Laboratoire réactivité et chimie des solides - UMR CNRS 7314 UPJV [LRCS]
Institut Laue-Langevin [ILL]
Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux [ICMCB]
Laboratoire réactivité et chimie des solides - UMR CNRS 7314 UPJV [LRCS]
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TARANENKO, Svitlana
Institute of Energy and Climate Research - Fundamental Electrochemistry [ IEK-9]
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MASQUELIER, Christian
Laboratoire réactivité et chimie des solides - UMR CNRS 7314 UPJV [LRCS]
Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie [RS2E]
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EICHEL, Rüdiger-A.
Institute of Energy and Climate Research - Fundamental Electrochemistry [ IEK-9]
Institut für Materialien und Prozesse für elektrochemische Energiespeicher– und wandler
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Institut für Materialien und Prozesse für elektrochemische Energiespeicher– und wandler
CROGUENNEC, Laurence
Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux [ICMCB]
Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie [RS2E]
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Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux [ICMCB]
Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie [RS2E]
Idioma
en
Article de revue
Este ítem está publicado en
Journal of The Electrochemical Society. 2022-07-15, vol. 169, n° 7, p. 070518 (11 p.)
Electrochemical Society
Resumen en inglés
Positive electrodes with high energy densities for Lithium-ion batteries (LIB) almost exclusively rely on toxic and costly transition metals. Iron based high voltage spinels can be feasible alternatives, but the phase ...Leer más >
Positive electrodes with high energy densities for Lithium-ion batteries (LIB) almost exclusively rely on toxic and costly transition metals. Iron based high voltage spinels can be feasible alternatives, but the phase stabilities and optimal chemistries for LIB applications are not fully understood yet. In this study, LiFe x Mn 2-x O 4 spinels with x = 0.2 to 0.9 were synthesized by solid-state reaction at 800 °C. High-resolution diffraction methods reveal gradual increasing partial spinel inversion as a function of x and early secondary phase formation. Mössbauer spectroscopy was used to identify the Fe valences, spin states and coordination. The unexpected increasing lattice parameters with Fe substitution for Mn was explained considering the anion-cation average bond lengths determined by Rietveld analysis and Mn 3+ overstoichiometries revealed by cyclic voltammetry. Finally, galvanostatic cycling of Li-Fe-Mn-spinels shows that the capacity fading is correlated to increased cell polarization for higher upper charging cut-off voltage, Fe-content and C-rate. The electrolyte may also contribute significantly to the cycling limitations.< Leer menos
Proyecto ANR
Laboratory of excellency for electrochemical energy storage
Orígen
Importado de HalCentros de investigación