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Influence of a Liquid Electrolyte on Electronic and Ionic Transfers in a LiNi 0.5 Mn 0.3 Co 0.2 O 2 /Poly(vinylidene Fluoride- co -hexafluoropropylene)-Based Composite Material

Authors :
Loïc Assaud
Sylvain Franger
Olivier Dubrunfaut
Jean-Claude Badot
Anshuman Agrawal
Bernard Lestriez
Laboratoire Génie électrique et électronique de Paris (GeePs)
CentraleSupélec-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay (ICMMO)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN)
Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)
Institut de Recherche de Chimie Paris (IRCP)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Ministère de la Culture (MC)
Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E)
Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-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 Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)
ANR-15-CE05-0001,PEPITE,Caractérisation multiéchelles et modélisation des propriétés de transport, ainsi que leur influence sur les performances en puissance d'électrodes composites de batteries au lithium à haute densité d'énergie(2015)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ministère de la Culture (MC)
Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-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 Montpellier (ENSCM)-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)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Source :
Journal of Physical Chemistry C, Journal of Physical Chemistry C, American Chemical Society, 2021, 125 (32), pp.17629-17646. ⟨10.1021/acs.jpcc.1c04813⟩, Journal of Physical Chemistry C, 2021, 125 (32), pp.17629-17646. ⟨10.1021/acs.jpcc.1c04813⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

International audience; The permittivity and conductivity of a porous composite consisting of a mixture of a lithium-ion battery electrode material, LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 (NMC532), and a polymeric binder, poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (PVdF-HFP), were simultaneously measured by broadband dielectric spectroscopy (BDS). The composite was either dry or wetted with a conventional battery electrolyte [LP30, LiPF6 in ethylene carbonate/dimethylcarbonate (EC/DMC)] or a mixture of electrolytic solvents (EC/DMC). The experimental results show that the electronic conductivity of NMC532 was much higher than that obtained with LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2 (NMC333). In addition, a strong influence of liquids was evidenced. Dipolar species (in particular, EC dipoles) and ions (in particular, PF6– in LP30) considerably increased the surface conductivity of NMC532 clusters, leading to a facilitated electronic transfer from one cluster to another. The effective ionic conductivity was measured and compared to the ionic conductivity of the electrolyte to express the tortuosity factor of this composite electrode.

Details

Language :
English
ISSN :
19327447 and 19327455
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Physical Chemistry C, Journal of Physical Chemistry C, American Chemical Society, 2021, 125 (32), pp.17629-17646. ⟨10.1021/acs.jpcc.1c04813⟩, Journal of Physical Chemistry C, 2021, 125 (32), pp.17629-17646. ⟨10.1021/acs.jpcc.1c04813⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....551aec82ef990caf0df2a75ac2dd0897
Full Text :
https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c04813⟩