1. Understanding Battery Interfaces by Combined Characterization and Simulation Approaches : Challenges and Perspectives
- Author
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Duncan Atkins, Elixabete Ayerbe, Anass Benayad, Federico G. Capone, Ennio Capria, Ivano E. Castelli, Isidora Cekic‐Laskovic, Raul Ciria, Lenart Dudy, Kristina Edström, Mark R. Johnson, Hongjiao Li, Juan Maria Garcia Lastra, Matheus Leal De Souza, Valentin Meunier, Mathieu Morcrette, Harald Reichert, Patrice Simon, Jean‐Pascal Rueff, Jonas Sottmann, Wolfgang Wenzel, Alexis Grimaud, Institut Laue-Langevin (ILL), CIDETEC, Département des Technologies des NanoMatériaux (DTNM), Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de L'Energie Solaire (INES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Synchrotron SOLEIL (SSOLEIL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), PHysicochimie des Electrolytes et Nanosystèmes InterfaciauX (PHENIX), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Synchroton Radiation Facility [Grenoble] (ESRF), Danmarks Tekniske Universitet = Technical University of Denmark (DTU), Forschungszentrum Jülich GmbH, Department of Materials Chemistry - The Angstrom Laboratory, Uppsala University, Max Planck Institute for Meteorology (MPI-M), Max-Planck-Gesellschaft, Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Aix Marseille Université (AMU)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Nantes Université (Nantes Univ)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Université de Montpellier (UM), Laboratoire réactivité et chimie des solides - UMR CNRS 7314 (LRCS), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Laboratoire de Chimie Physique - Matière et Rayonnement (LCPMR), Universität für Bodenkultur Wien = University of Natural Resources and Life [Vienne, Autriche] (BOKU), Collège de France - Chaire Chimie du solide et énergie, Chimie du solide et de l'énergie (CSE), and Collège de France (CdF (institution))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
Technology ,battery interfaces ,solid interphases formation ,Renewable Energy, Sustainability and the Environment ,020209 energy ,Materialkemi ,[CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry ,02 engineering and technology ,021001 nanoscience & nanotechnology ,7. Clean energy ,multiscale modeling ,electrochemical analysis ,0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering ,Materials Chemistry ,General Materials Science ,0210 nano-technology ,ddc:600 ,operando characterization - Abstract
International audience; Driven by the continuous search for improving performances, understanding the phenomena at the electrode/electrolyte interfaces has become an overriding factor for the success of sustainable and efficient battery technologies for mobile and stationary applications. Toward this goal, rapid advances have been made regarding simulations/modeling techniques and characterization approaches, including high-throughput electrochemical measurements coupled with spectroscopies. Focusing on Li-ion batteries, current developments are analyzed in the field as well as future challenges in order to gain a full description of interfacial processes across multiple length/timescales; from charge transfer to migration/diffusion properties and interphases formation, up to and including their stability over the entire battery lifetime. For such complex and interrelated phenomena, developing a unified workflow intimately combining the ensemble of these techniques will be critical to unlocking their full investigative potential. For this paradigm shift in battery design to become reality, it necessitates the implementation of research standards and protocols, underlining the importance of a concerted approach across the community. With this in mind, major collaborative initiatives gathering complementary strengths and skills will be fundamental if societal and environmental imperatives in this domain are to be met. \textcopyright 2021 The Authors. Advanced Energy Materials published by Wiley-VCH GmbH
- Published
- 2022
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