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dc.contributor.author
Mercer, Michael
dc.contributor.author
Otero, Manuel
dc.contributor.author
Ferrer Huerta, Miriam
dc.contributor.author
Sigal, Agustín
dc.contributor.author
Barraco Diaz, Daniel Eugenio
dc.contributor.author
Hoster, Harry Ernst
dc.contributor.author
Leiva, Ezequiel Pedro M.
dc.date.available
2021-02-01T17:11:47Z
dc.date.issued
2019-11
dc.identifier.citation
Mercer, Michael; Otero, Manuel; Ferrer Huerta, Miriam; Sigal, Agustín; Barraco Diaz, Daniel Eugenio; et al.; Transitions of lithium occupation in graphite: A physically informed model in the dilute lithium occupation limit supported by electrochemical and thermodynamic measurements; Pergamon-Elsevier Science Ltd; Electrochimica Acta; 324; 11-2019; 1-35; 134774
dc.identifier.issn
0013-4686
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/124390
dc.description.abstract
Understanding the role of the phase transitions during lithiation and delithiation of graphite remains a problem of fundamental importance, but also practical relevance owing to its widespread use as the anode material in most commercial lithium-ion cells. Previously performed density functional theory (DFT) calculations show a rapid change in the lithium-carbon interaction at low occupation, due to partial charge transfer from Li to C. We integrate this effect in our previously developed two level mean field model, which describes the Stage I – Stage II transition in graphite. The modified model additionally describes the most predominant transition that occurs at low Li content in graphite, which results in a previously unexplained feature in voltage and dQ/dV profiles, and thermodynamic measurements of partial molar enthalpy. In contrast with the Stage I-Stage II transition, this extra feature is not associated with observable features in the partial molar entropy and our model demonstrates why. There is a sharp change in the open circuit voltage at very low Li occupation, followed by a transition to a voltage plateau (peak in dQ/dV). The behaviour arises due to the contrasting effects of the partial molar entropy and enthalpy terms on the partial molar Gibbs energy and hence cell voltage. Hence the voltage profile and phase transitions can be approximated for all lithium occupations, potentially allowing a predictive capability in cell level models.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
Pergamon-Elsevier Science Ltd
dc.rights
info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
dc.subject
GRAPHITE
dc.subject
LITHIUM ION
dc.subject
MODELLING
dc.subject
STAGING
dc.subject
THERMODYNAMICS
dc.subject.classification
Otras Ciencias Físicas
dc.subject.classification
Ciencias Físicas
dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
dc.title
Transitions of lithium occupation in graphite: A physically informed model in the dilute lithium occupation limit supported by electrochemical and thermodynamic measurements
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2020-11-19T21:25:54Z
dc.journal.volume
324
dc.journal.pagination
1-35; 134774
dc.journal.pais
Estados Unidos
dc.journal.ciudad
Massachusetts
dc.description.fil
Fil: Mercer, Michael. Lancaster University; Reino Unido. Centre National de la Recherche Scientifique; Francia. ALISTORE European Research Institute; Francia. The Faraday Institution; Reino Unido
dc.description.fil
Fil: Otero, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Teórica y Computacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina
dc.description.fil
Fil: Ferrer Huerta, Miriam. Centre National de la Recherche Scientifique; Francia. The Faraday Institution; Reino Unido
dc.description.fil
Fil: Sigal, Agustín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina
dc.description.fil
Fil: Barraco Diaz, Daniel Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina
dc.description.fil
Fil: Hoster, Harry Ernst. Centre National de la Recherche Scientifique; Francia. ALISTORE European Research Institute; Francia. The Faraday Institution; Reino Unido. ALISTORE European Research Institute; Francia
dc.description.fil
Fil: Leiva, Ezequiel Pedro M.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Teórica y Computacional; Argentina
dc.journal.title
Electrochimica Acta
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1016/j.electacta.2019.134774
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0013468619316457
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