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Lithium‐Ion‐Transfer Kinetics of Single LiMn2O4 Particles

Abstract

A stochastic investigation of lithium deinsertion from individual 200‐nm‐sized particles of LiMn2O4 reveals the rate‐determining step at high overpotentials to be the transfer of the cation across the particle–electrolyte interface. Measurement of the (electro)chemical behavior of the spinel is undertaken without forming a conductive composite electrode. The kinetics of the interfacial ion transfer defines a theoretical upper limit for the discharge rates of batteries using LiMn2O4 in an aqueous environment.

Transfer durch die Grenzfläche: Die intrinsische Antwort des aktiven Materials in Lithiumionenbatterien lässt sich mit gängigen Verbundelektroden, die Bindemittel und leitende Additive enthalten, kaum ermitteln. Dagegen ermöglicht die Nanoimpact‐Methode, angewendet auf individuelle LiMn2O4‐Nanopartikel, Einblicke in den intrinsischen Prozess der Li+‐(De)Insertion, bei dem sich der Transfer durch die Grenzfläche als geschwindigkeitsbestimmend erwies.

Autoren:   Giorgia Zampardi, Christopher Batchelor‐McAuley, Enno Kätelhön, Richard G. Compton
Journal:   Angewandte Chemie
Jahrgang:   2016
Seiten:   n/a
DOI:   10.1002/ange.201610485
Erscheinungsdatum:   30.11.2016
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