Lithium insertion into host materials: the key to success for Li ion batteries

Broussely, M.; Biensan, P.; Simon, Bernard

doi:10.1016/s0013-4686(99)00189-9

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“…The four basic materials used on the cathode side are lithium cobalt oxide (LCO), lithium nickel oxide (LNO), spinel lithium manganese oxide (LMO) and lithium iron phosphate (LFP). Due to the high costs of pure LCO [39], its low thermal stability and fast capacity loss at high currents [39] as well as the lifetime issues of LNO [40], mixtures of the first three materials are often used, namely lithium nickel cobalt aluminum oxide (NCA) and especially lithium nickel manganese cobalt oxide (NMC). The ratio of the materials in NMC can be chosen in a wide range in cell design.…”

Section: Deep Temperaturementioning

confidence: 99%

Battery Design for Successful Electrification in Public Transport

et al. 2015

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Abstract:Public transport is an especially promising sector for full electric vehicles due to the high amount of cycles and predictable workload. This leads to a high amount of different vehicle concepts ranging from large batteries, designed for a full day of operation without charging, to fast-charging systems with charging power up to a few hundred kilowatts. Hence, many different issues have to be addressed in the whole design and production process regarding high-voltage (HV) batteries for buses. In this work, the design process for electric public buses is analyzed in detail, based on two systems developed by the research projects Smart Wheels/econnect and SEB eÖPNV. The complete development process starting, with the demand analysis and the operating scenario, including the charging routine, is discussed. This paper also features details on cell selection and cost estimations as well as technical details on the system layout, such as the management system and passive components as well as thermal management.

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Section: Deep Temperaturementioning

confidence: 99%

Battery Design for Successful Electrification in Public Transport

et al. 2015

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“…De fato, segundo Broussely et al 29 , os valores médios de capacidade a serem considerados em um dispositivo estão em torno de 140 e 350 A h kg -1 , para o cátodo e o ânodo, respectivamente.…”

Section: Baterias Secundárias De Lítiounclassified

“…Entretanto, a síntese estequiométrica desse material é um tanto complexa, e seu comportamento eletroquímico é fortemente dependente da existência de defeitos estruturais formados durante este processo [39][40][41] . Além disso, sob extensiva deintercalação (na qual x se aproxima de zero e o estado de valência do níquel se torna próximo de 4+) os íons níquel migram de seus sítios para as vacâncias deixadas pelos íons lítio.…”

Section: Materiais Catódicos Materiais Inorgânicos: óXidos De Metais unclassified

Materiais para cátodos de baterias secundárias de lítio

Varela¹,

Huguenin²,

Malta³

et al. 2002

Quím. Nova

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Recebido em 21/12/00; aceito em 4/7/01 MATERIALS FOR CATHODES OF SECONDARY LITHIUM BATTERIES. In this work, cathodes employed in secondary lithium batteries are reviewed. These cathodes have great technologic and scientific importance, specifically, materials for cathodes as electronic conductor polymers (ECP), transition metal oxides (TMO) and nanocomposites of ECP/TMO. The use of a specific cathodic material is based in some intrinsic characteristics that improve the performance of the battery. Thus, some vantages and disvantages of these insertion compounds are discussed, as lithium insertion capacity, energy density, and the ciclability of these materials.Keywords: secondary lithium batteries; cathodic materials; transition metal oxides; electronic conducting polymers; nanocomposites. INTRODUÇÃOUma fonte eletroquímica de potência ou bateria pode ser definida como um dispositivo capaz de converter diretamente a energia liberada numa reação química em energia elétrica. As baterias apresentam basicamente duas funções principais, a primeira é agir como fontes portáteis de potência elétrica. A segunda, que tem crescido em importância nos últimos trinta anos, está baseada na habilidade de certos sistemas eletroquímicos de armazenar a energia suprida por uma fonte externa. Tais baterias são utilizadas, em veículos elé-tricos, fontes de emergência, como parte de um sistema de fornecimento de curta duração para demandas em pico e em conjunção com fontes renováveis de energia, como solar ou eólica, por exemplo.A primeira descrição de uma bateria eletroquímica foi feita pelo italiano Alessandro Volta em 1800. Tal "descoberta" representa o marco na história da eletroquímica e, particularmente, na história dos dispositivos denominados genericamente baterias. Desde então, um notável progresso tem sido feito na área de armazenamento eletroquímico de energia. Hoje, pode-se enumerar uma grande variedade de dispositivos englobados na categoria de baterias: células metal-ar, metal-hidreto metálico (Ni-HM), níquel-cádmio (Ni-Cd), células térmicas, íons-Lítio, entre outras.O mercado para dispositivos primários consiste basicamente na produção de baterias para aparelhos portáteis. As baterias secundá-rias ou recarregáveis representam maior interesse devido à grande demanda atual de aparelhos celulares e microcomputadores portá-teis. Em 1997, por exemplo, dos 34 bilhões de dólares movimentados com baterias, 24 foram destinados às baterias secundárias 1 .Graças à simplicidade e reversibilidade das reações eletroquímicas de inserção ou intercalação, a grande maioria dos dispositivos secundários que operam à temperatura ambiente é baseada nos chamados eletrodos de inserção. Como exemplos, têm-se os dispositivos secundários aquosos, como hidreto metálico/NiOOH ou Zn/MnO 2 , que envolvem a inserção de H + no hidreto metálico 2,3 ou MnO 2 4,5. Até mesmo o mecanismo de redução do eletrodo positivo das baterias de chumbo ácido, PbO 2 6,7 pode ser atribuído ao processo de inserção de H + 8 .Considerando-se a utilização de cátions metálicos...

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“…Particularly, olivine structured materials (LiMPO 4 ) are expected to bring an improvement in cycling stability and enhance the power due to the reduction of the lithium-ion diffusion length. The performance of cathode materials can be improved by doping, but the interpretation of doping effects can be complicated due to the interrelations between doping, microstructure and morphology, since the microstructure formed can be affected by the dopant addition [12][13][14][15]. This paper deals with the synthesis and characterization of LiNi 1 − x Mg x PO 4 (x = 0, 0.05, 0.1 and 0.15) obtained by solid state reaction method.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effect of magnesium substitution on structural and dielectric properties of LiNiPO₄

Anand

Ramamurthy

Veeraiah

et al. 2017

Materials Science-Poland

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The aim of this paper is to study the effect of Mg 2+ doping in place of Ni in LiNiPO 4 compounds synthesized by solid state reaction method. As Mg is a relatively light and cheap, and is expected to stabilize the structure, it has been considered as a substituent for Ni. The structural and conductivity studies of the substituted phases are discussed in comparison with LiNiPO 4 . In this study, we have proposed cation-substituted compounds, LiNi 1 − x Mg x PO 4 (x = 0, 0.05, 0.1 and 0.15) where a part of the divalent state of Ni 2+ is replaced with the corresponding amount of Mg 2+ and where the charge compensation is maintained by lithium deficiency. It is possible to obtain the mentioned compounds because the pristine LiNiPO 4 compound is stable in ambient atmosphere, which differs considerably from the LiCoPO 4 compound.

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Lithium insertion into host materials: the key to success for Li ion batteries

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Materiais para cátodos de baterias secundárias de lítio

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