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Mechanical property measurements of a solid-state electrolyte and electro-mechano-chemical degradation in an all-solid-state battery
No full textLa mobilité est un enjeu clé, et le véhicule électrique (VE) progresse face aux défis environnementaux. Actuellement basé sur des batteries Li-Ion, le VE rencontre cependant certaines limites, telles que l'utilisation de solvants inflammables et une faible densité d'énergie, réduisant son autonomie. Une avancée technologique est donc nécessaire, et la batterie tout solide s'impose comme une solution prometteuse. En remplaçant l'électrolyte liquide par un électrolyte solide, il devient possible d'utiliser du lithium métallique, augmentant ainsi la densité d'énergie de 372 à 3862 mAh.g-1. Toutefois, des défis demeurent, notamment les variations volumiques des électrodes qui provoquent des dégradations mécaniques aux interfaces. Notre étude explore les relations entre les propriétés électrochimiques et mécaniques des batteries tout solide. Nous avons choisi l'argyrodite Li6PS5Cl pour ses avantages, notamment sa capacité de compactage à froid et sa conductivité ionique élevée (10⁻³ S.cm⁻¹). Des simulations DFT montrent que son module de Young est relativement faible (22 GPa), le rendant plus souple que d'autres matériaux solides. Notre stratégie pour ajuster ses propriétés mécaniques repose sur trois axes : 1) modifier la taille des particules afin d'influencer les défauts, 2) ajuster la stœchiométrie avec des variantes Li6PS5X (X = Cl, Br, I, F) pour modifier les liaisons chimiques, et 3) incorporer des polymères pour former un composite, ajustant ainsi les propriétés mécaniques globales. Nous avons étudié l'impact de deux voies de synthèse, en solution liquide et sèche. Cependant, ces deux méthodes ne permettent pas de contrôler efficacement la taille des particules. Grâce à un procédé innovant, le cryobroyage, la taille des particules a pu être réduite post-synthèse jusqu'à 2 µm. Pour éviter les problèmes de réactivité à l'air et à l'humidité, nous avons développé un dispositif permettant de mesurer le module de Young de l'argyrodite. La méthode consiste à fabriquer une pastille d'argyrodite dans un moule en acier, sous atmosphère inerte, à déposer une huile minérale pour assurer l'étanchéité, permettant ainsi une analyse par nano-indentation en atmosphère ambiante. Cette méthode permet de mesurer plusieurs propriétés du matériau, telles que le module de Young (E), la dureté (H) et la viscoélasticité. Les valeurs moyennes de E, basées sur 400 indents, sont autour de 20 GPa. Les résultats révèlent un domaine élastique limité et un comportement visqueux. Concernant Li6PS5X (X = Cl, Br, I, F), nos expériences n'ont pas mis en évidence de changements significatifs dans les propriétés mécaniques. En revanche, l'ajout de polymère PVDF, à des ratios massiques de 20 % et 50 %, diminue le module de Young. Nous avons également étudié l'impact de la taille des particules de l'électrolyte solide (2 µm vs 20 µm) sur les performances en cyclage dans une batterie complète, ainsi que l'effet de l'ajout de PVDF dans l'électrode positive composite. Plusieurs cellules ont montré une bonne cyclabilité sur plus de 200 cycles, avec une rétention de capacité supérieure à 85 %. Il apparaît que les procédés de mise en forme des cellules influencent davantage les performances que la taille des particules. À un taux de 20 % de PVDF, les cellules présentent des performances similaires à celles sans ajout de polymère. Cependant, à des taux plus élevés, le PVDF gêne la conductivité ionique, augmentant ainsi la polarisation de la cellule. L'apport bénéfique ou non du PVDF en fonction du ratio massique est discuté en détail dans le manuscrit.Mobility is a key issue, and the electric vehicle (EV) is advancing in response to environmental challenges. Currently relying on Li-Ion batteries, the EV faces certain limitations, such as the use of flammable solvents and low energy density, which reduces its range. A technological breakthrough is therefore necessary, and the all-solid-state battery is emerging as a promising solution. By replacing the liquid electrolyte with a solid electrolyte, it becomes possible to use metallic lithium, thereby increasing the energy density from 372 to 3862 mAh.g⁻¹. However, challenges remain, notably the volumetric changes in the electrodes, which cause mechanical degradation at the interfaces. Our study explores the relationships between the electrochemical and mechanical properties of all-solid-state batteries. We selected Li6PS5Cl argyrodite for its advantages, including its cold-pressing capability and high ionic conductivity (10⁻³ S.cm⁻¹). DFT simulations show that its Young's modulus is relatively low (22 GPa), making it more flexible than other solid materials. Our strategy to adjust its mechanical properties is based on three approaches: 1) modifying the particle size to influence defects, 2) adjusting the stoichiometry with Li6PS5X variants (X = Cl, Br, I, F) to modify chemical bonds, and 3) incorporating polymers to form a composite, thereby fine-tuning the overall mechanical properties. We investigated the impact of two synthesis routes, solution-based and dry, but neither method allowed effective control of particle size. Thanks to an innovative cryo-milling process, the particle size was reduced post-synthesis to as small as 2 µm. To address issues of air and moisture reactivity, we developed a setup to measure the Young's modulus of argyrodite. The method involves creating an argyrodite pellet in a steel mold under an inert atmosphere, applying mineral oil to ensure sealing, thus enabling nano-indentation analysis in ambient conditions. This method allows us to measure several material properties, such as Young's modulus (E), hardness (H), and viscoelasticity. The average E values, based on 400 indents, are around 20 GPa. The results reveal a limited elastic domain and a viscous behavior. Regarding Li6PS5X (X = Cl, Br, I, F), our experiments did not show significant changes in mechanical properties. However, the addition of PVDF polymer, at mass ratios of 20% and 50%, reduces the Young's modulus. We also studied the impact of solid electrolyte particle size (2 µm vs. 20 µm) on cycling performance in a full battery, as well as the effect of adding PVDF in the composite positive electrode. Several cells showed good cyclability over more than 200 cycles, with capacity retention above 85%. It appears that cell-forming processes influence performance more than particle size. At a 20% PVDF ratio, the cells exhibit similar performance to those without polymer addition. However, at higher ratios, PVDF hinders ionic conductivity, thus increasing cell polarization. The beneficial or detrimental effect of PVDF depending on the mass ratio is discussed in detail in the manuscript
Mesures des propriétés mécaniques d'un électrolyte tout solide et de la dégradation électro-mechano-chimique dans une batterie tout solide
No full textMobility is a key issue, and the electric vehicle (EV) is advancing in response to environmental challenges. Currently relying on Li-Ion batteries, the EV faces certain limitations, such as the use of flammable solvents and low energy density, which reduces its range. A technological breakthrough is therefore necessary, and the all-solid-state battery is emerging as a promising solution. By replacing the liquid electrolyte with a solid electrolyte, it becomes possible to use metallic lithium, thereby increasing the energy density from 372 to 3862 mAh.g⁻¹. However, challenges remain, notably the volumetric changes in the electrodes, which cause mechanical degradation at the interfaces. Our study explores the relationships between the electrochemical and mechanical properties of all-solid-state batteries. We selected Li6PS5Cl argyrodite for its advantages, including its cold-pressing capability and high ionic conductivity (10⁻³ S.cm⁻¹). DFT simulations show that its Young's modulus is relatively low (22 GPa), making it more flexible than other solid materials. Our strategy to adjust its mechanical properties is based on three approaches: 1) modifying the particle size to influence defects, 2) adjusting the stoichiometry with Li6PS5X variants (X = Cl, Br, I, F) to modify chemical bonds, and 3) incorporating polymers to form a composite, thereby fine-tuning the overall mechanical properties. We investigated the impact of two synthesis routes, solution-based and dry, but neither method allowed effective control of particle size. Thanks to an innovative cryo-milling process, the particle size was reduced post-synthesis to as small as 2 µm. To address issues of air and moisture reactivity, we developed a setup to measure the Young's modulus of argyrodite. The method involves creating an argyrodite pellet in a steel mold under an inert atmosphere, applying mineral oil to ensure sealing, thus enabling nano-indentation analysis in ambient conditions. This method allows us to measure several material properties, such as Young's modulus (E), hardness (H), and viscoelasticity. The average E values, based on 400 indents, are around 20 GPa. The results reveal a limited elastic domain and a viscous behavior. Regarding Li6PS5X (X = Cl, Br, I, F), our experiments did not show significant changes in mechanical properties. However, the addition of PVDF polymer, at mass ratios of 20% and 50%, reduces the Young's modulus. We also studied the impact of solid electrolyte particle size (2 µm vs. 20 µm) on cycling performance in a full battery, as well as the effect of adding PVDF in the composite positive electrode. Several cells showed good cyclability over more than 200 cycles, with capacity retention above 85%. It appears that cell-forming processes influence performance more than particle size. At a 20% PVDF ratio, the cells exhibit similar performance to those without polymer addition. However, at higher ratios, PVDF hinders ionic conductivity, thus increasing cell polarization. The beneficial or detrimental effect of PVDF depending on the mass ratio is discussed in detail in the manuscript.La mobilité est un enjeu clé, et le véhicule électrique (VE) progresse face aux défis environnementaux. Actuellement basé sur des batteries Li-Ion, le VE rencontre cependant certaines limites, telles que l'utilisation de solvants inflammables et une faible densité d'énergie, réduisant son autonomie. Une avancée technologique est donc nécessaire, et la batterie tout solide s'impose comme une solution prometteuse. En remplaçant l'électrolyte liquide par un électrolyte solide, il devient possible d'utiliser du lithium métallique, augmentant ainsi la densité d'énergie de 372 à 3862 mAh.g-1. Toutefois, des défis demeurent, notamment les variations volumiques des électrodes qui provoquent des dégradations mécaniques aux interfaces. Notre étude explore les relations entre les propriétés électrochimiques et mécaniques des batteries tout solide. Nous avons choisi l'argyrodite Li6PS5Cl pour ses avantages, notamment sa capacité de compactage à froid et sa conductivité ionique élevée (10⁻³ S.cm⁻¹). Des simulations DFT montrent que son module de Young est relativement faible (22 GPa), le rendant plus souple que d'autres matériaux solides. Notre stratégie pour ajuster ses propriétés mécaniques repose sur trois axes : 1) modifier la taille des particules afin d'influencer les défauts, 2) ajuster la stœchiométrie avec des variantes Li6PS5X (X = Cl, Br, I, F) pour modifier les liaisons chimiques, et 3) incorporer des polymères pour former un composite, ajustant ainsi les propriétés mécaniques globales. Nous avons étudié l'impact de deux voies de synthèse, en solution liquide et sèche. Cependant, ces deux méthodes ne permettent pas de contrôler efficacement la taille des particules. Grâce à un procédé innovant, le cryobroyage, la taille des particules a pu être réduite post-synthèse jusqu'à 2 µm. Pour éviter les problèmes de réactivité à l'air et à l'humidité, nous avons développé un dispositif permettant de mesurer le module de Young de l'argyrodite. La méthode consiste à fabriquer une pastille d'argyrodite dans un moule en acier, sous atmosphère inerte, à déposer une huile minérale pour assurer l'étanchéité, permettant ainsi une analyse par nano-indentation en atmosphère ambiante. Cette méthode permet de mesurer plusieurs propriétés du matériau, telles que le module de Young (E), la dureté (H) et la viscoélasticité. Les valeurs moyennes de E, basées sur 400 indents, sont autour de 20 GPa. Les résultats révèlent un domaine élastique limité et un comportement visqueux. Concernant Li6PS5X (X = Cl, Br, I, F), nos expériences n'ont pas mis en évidence de changements significatifs dans les propriétés mécaniques. En revanche, l'ajout de polymère PVDF, à des ratios massiques de 20 % et 50 %, diminue le module de Young. Nous avons également étudié l'impact de la taille des particules de l'électrolyte solide (2 µm vs 20 µm) sur les performances en cyclage dans une batterie complète, ainsi que l'effet de l'ajout de PVDF dans l'électrode positive composite. Plusieurs cellules ont montré une bonne cyclabilité sur plus de 200 cycles, avec une rétention de capacité supérieure à 85 %. Il apparaît que les procédés de mise en forme des cellules influencent davantage les performances que la taille des particules. À un taux de 20 % de PVDF, les cellules présentent des performances similaires à celles sans ajout de polymère. Cependant, à des taux plus élevés, le PVDF gêne la conductivité ionique, augmentant ainsi la polarisation de la cellule. L'apport bénéfique ou non du PVDF en fonction du ratio massique est discuté en détail dans le manuscrit
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Get PDFThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Get PDF“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Get PDFWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
Get PDFWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
koamabayili/VECTRON-author-checklist: VECTRON author checklist
No full textWe have done our best to complete the author checklist relating to the use of animals in the hut study. Note that the objective for the hut study was to evaluate the IRS treatment applications for residual efficacy against Anopheles mosquitoes, including the local An. coluzzii mosquito population. Cows were only used to attract mosquitoes into the huts and no tests were carried out directly on the cows. The author checklist is intended for use with studies where experiments are carried out on animals, which is why we have had such difficulty in completing this for the hut study, as many of the questions do not relate to how the cows were used
Author-wise bibliometric analysis based on entropy.
No full textAuthor-wise bibliometric analysis based on entropy.</p
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