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Gas Evolution in Lithium-Ion Batteries: Solid versus Liquid Electrolyte

机译：锂离子电池中的气体进化：固体与液体电解质

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Gas evolution in conventional lithium-ion batteries using Ni-rich layered oxide cathode materials presents a serious issue that is responsible for performance decay and safety concerns, among others. Recent findings revealed that gas evolution also occurred in bulk-type solid-state batteries. To further clarify the effect that the electrolyte has on gassing, we report in this work-to the best of our knowledge-the first study comparing gas evolution in lithium-ion batteries with NCM622 cathode material and different electrolyte types, specifically solid (beta-Li3PS4 and Li6PS5Cl) versus liquid (LP57). Using isotopic labeling, acid titration, and in situ gas analysis, we show the presence of O-2 and CO2 evolution in both systems, albeit with different cumulative amounts, and possible SO2 evolution for the lithium thiophosphate-based cells. Our results demonstrate the importance of considering gas evolution in solid-state batteries, especially the formation and release of highly corrosive SO2, due to side reactions with the electrolyte.
机译：常规锂离子电池中的气体进化使用Ni的层状氧化物阴极材料具有严重问题，负责性能衰减和安全问题等。最近的发现表明，散装固态电池也发生了气体进化。为了进一步阐明电解液对恶作剧的影响，我们在这项工作中报告 - 我们的知识中的最佳研究 - 第一次研究与NCM622阴极材料和不同电解质类型的锂离子电池中的锂离子电池中的气体演化，特别是固体（β- Li3PS4和Li6PS5CL）与液体（LP57）。使用同位素标记，酸滴定和原位气体分析，我们展示了两种系统中O-2和CO2进化的存在，尽管具有不同的累积量，以及用于硫代磷酸锂的细胞可能的SO2演化。我们的结果表明，考虑固态电池中的气体进化，特别是由于电解质的副反应，特别是高腐蚀性SO2的形成和释放的重要性。

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