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X-ray Raman spectroscopy of lithium-ion battery electrolyte solutions in a flow cell

  • The effects of varying LiPF6 salt concentration and the presence of lithium bis(oxalate)borate additive on the electronic structure of commonly used lithium-ion battery electrolyte solvents (ethylene carbonate-dimethyl carbonate and propylene carbonate) have been investigated. X-ray Raman scattering spectroscopy (a non-resonant inelastic X-ray scattering method) was utilized together with a closed-circle flow cell. Carbon and oxygen K-edges provide characteristic information on the electronic structure of the electrolyte solutions, which are sensitive to local chemistry. Higher Li+ ion concentration in the solvent manifests itself as a blue-shift of both the pi* feature in the carbon edge and the carbonyl pi* feature in the oxygen edge. While these oxygen K-edge results agree with previous soft X-ray absorption studies on LiBF4 salt concentration in propylene carbonate, carbon K-edge spectra reveal a shift in energy, which can be explained with differing ionic conductivities of the electrolyte solutions.

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Verfasserangaben:Didem KetenogluORCiD, Georg SpiekermannORCiDGND, Manuel Harder, Erdinc OzORCiD, Cevriye Koz, Mehmet C. YagciORCiD, Eda Yilmaz, Zhong YinORCiD, Christoph J. SahleORCiD, Blanka DetlefsORCiD, Hasan YavasORCiD
DOI:https://doi.org/10.1107/S1600577518001662
ISSN:0909-0495
ISSN:1600-5775
Pubmed ID:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29488934
Titel des übergeordneten Werks (Englisch):Journal of synchrotron radiation
Verlag:International Union of Crystallography
Verlagsort:Chester
Publikationstyp:Wissenschaftlicher Artikel
Sprache:Englisch
Datum der Erstveröffentlichung:28.01.2018
Erscheinungsjahr:2018
Datum der Freischaltung:17.01.2022
Freies Schlagwort / Tag:C and O K-edge spectra; lithium-ion battery electrolyte; non-resonant inelastic X-ray scattering
Band:25
Seitenanzahl:6
Erste Seite:537
Letzte Seite:542
Fördernde Institution:Turkiye Atom Enerjisi Kurumu (SESAME grant); Turkiye Bilimsel ve Teknolojik Arastirma KurumuTurkiye Bilimsel ve Teknolojik Arastirma Kurumu (TUBITAK) [BIDEB-2219]; TUBITAK projectTurkiye Bilimsel ve Teknolojik Arastirma Kurumu (TUBITAK) [115M375]; Deutsche ForschungsgemeinschaftGerman Research Foundation (DFG) [SFB 755, SFB 1073]; Ankara University Institute of Accelerator Technologies (TARLA project) [2006K-120470]
Organisationseinheiten:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Geowissenschaften
DDC-Klassifikation:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 55 Geowissenschaften, Geologie / 550 Geowissenschaften
Verstanden ✔
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