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Detecting lithium plating dynamics in a solid-state battery with operando X-ray computed tomography using machine learning

引用

npj Computational Materials 2023年第1期9卷 1402-1410页

作者： ying Huang David Perlmutter Andrea Fei-Huei Su Jerome Quenum Pavel Shevchenko dilworth y.parkinson Iryna V.Zenyuk Daniela Ushizima Department of Materials Science&Engineering University of California IrvineIrvineCaliforniaUSA National Fuel Cell Research Center University of California IrvineIrvineCaliforniaUSA Applied Math and Computational Research Division Lawrence Berkeley National LaboratoryBerkeleyCaliforniaUSA Department of Chemical&Biomolecular Engineering University of California IrvineIrvineCaliforniaUSA Department of Electrical Engineering and Computer Sciences College of EngineeringUniversity of California BerkeleyBerkeleyCaliforniaUSA Advanced Photon Source Argonne National Laboratory9700 South Cass AvenueLemontIllinoisUSA Advanced Light Source Lawrence Berkeley National LaboratoryBerkeleyCaliforniaUSA Berkeley Institute for Data Science University of California BerkeleyBerkeleyCaliforniaUSA

Operando X-ray micro-computed tomography(µCT)provides an opportunity to observe the evolution of Li structures inside pouch *** is an essential step to quantitatively analyzingµCT datasets but is challenging to achieve on operando Li-metal battery datasets due to the low X-ray attenuation of the Li metal and the sheer size of the ***,we report a computational approach,batteryNET,to train an Iterative Residual U-Net-based network to detect Li *** resulting semantic segmentation shows singular Li-related component changes,addressing diverse morphologies in the *** addition,visualizations of the dead Li are provided,including calculations about the volume and effective thickness of electrodes,deposited Li,and redeposited *** also report discoveries about the spatial relationships between these *** approach focuses on a method for analyzing battery performance,which brings insight that significantly benefits future Li-metal battery design and a semantic segmentation transferrable to other datasets.

关键词： battery lithium state

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