Perspective—On the Need for Reliability and Safety Studies of Grid-Scale Aqueous Batteries
Source abstract
Abstract
Li-ion batteries currently dominate electrochemical energy storage for grid-scale applications, but there are promising aqueous battery technologies on the path to commercial adoption. Though aqueous batteries are considered lower risk, they can still undergo problematic degradation processes. This perspective details the degradation that aqueous batteries can experience during normal and abusive operation, and how these processes can even lead to cascading failure. We outline methods for studying these phenomena at the material and single-cell level. Considering reliability and safety studies early in technology development will facilitate translation of emerging aqueous batteries from the lab to the field.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Advanced battery technologies research · Advanced Battery Technologies Research · Advanced Battery Materials and Technologies
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
References (98)
Show source-provided references
1. Electricity storage and renewables: costs and markets to 2030
2. 2018
3. Chen · J. Energy Chem. · 2018 · 27 · 130410.1016/j.jechem.2018.02.009 ↗
4. Li · Nano Energy · 2019 · 62 · 55010.1016/j.nanoen.2019.05.059 ↗
5. Liu · Green Energy Environ. · 2018 · 3 · 2010.1016/j.gee.2017.10.001 ↗
6. Posada · Renew. Sust. Energ. Rev. · 2017 · 68 · 117410.1016/j.rser.2016.02.024 ↗
7. Arenas · Curr. Opin. Electrochem. · 2019 · 16 · 11710.1016/j.coelec.2019.05.007 ↗
8. Hyun-woo · 2018
9. Kossiakoff · 2003
10. Stromsta · 2019
11. Choi · Renew. Sust. Energ. Rev. · 2017 · 69 · 26310.1016/j.rser.2016.11.188 ↗
12. Lourenssen · J. Energy Storage · 2019 · 2510.1016/j.est.2019.100844 ↗
13. Kim · J. Mat. Chem. A · 2015 · 3 · 1691310.1039/C5TA02613J ↗
14. Jiang · Appl. Energy · 2018 · 213 · 36610.1016/j.apenergy.2018.01.061 ↗
15. Arenas · Renew. Sust. Energ. Rev. · 2018 · 90 · 99210.1016/j.rser.2018.03.016 ↗
16. Leung · J. Power Sources · 2017 · 360 · 24310.1016/j.jpowsour.2017.05.057 ↗
17. Hruska · J. Electrochem. Soc. · 1981 · 128 · 1810.1149/1.2127366 ↗
18. Petek · J. Power Sources · 2015 · 294 · 62010.1016/j.jpowsour.2015.06.050 ↗
19. Kreutzer · J. Electrochem. Soc. · 2012 · 159 · F33110.1149/2.086207jes ↗
20. Hugo · J. Membr. Sci. · 2018 · 566 · 40610.1016/j.memsci.2018.09.006 ↗
21. Hugo · J. Energy Storage · 2020 · 2710.1016/j.est.2019.101068 ↗
22. Cheng · Electrochim. Acta · 2018 · 263 · 31110.1016/j.electacta.2018.01.078 ↗
23. Kwak · J. Ind. Eng. Chem. · 2017 · 46 · 11110.1016/j.jiec.2016.10.021 ↗
24. Ming · Mater. Sci. Eng. R · 2019 · 135 · 5810.1016/j.mser.2018.10.002 ↗
25. Yadav · Adv. Energy Mater. · 2019 · 910.1002/aenm.201902270 ↗
26. Zhu · J. Energy Storage · 2016 · 8 · 3510.1016/j.est.2016.09.007 ↗
27. Pei · Appl. Energy · 2014 · 128 · 31510.1016/j.apenergy.2014.04.095 ↗
28. Xu · J. Power Sources · 2015 · 283 · 35810.1016/j.jpowsour.2015.02.114 ↗
29. Kim · Chem. Rev. · 2014 · 114 · 1178810.1021/cr500232y ↗
30. Chen · J. Electrochem. Soc. · 2017 · 164 · A240310.1149/2.0751712jes ↗
31. Chen · Int. J. Electrochem. Sci. · 2012 · 7 · 375010.1016/S1452-3981(23)13994-0 ↗
32. Fetyan · J. Energy Chem. · 2019 · 32 · 5710.1016/j.jechem.2018.06.010 ↗
33. Puapattanakul · 10th Eco-Energy and Materials Science and Engineering Symposium · 2013 · 34 · 173
34. Schweiss · J. Electrochem. Soc. · 2016 · 163 · A208910.1149/2.1281609jes ↗
35. Catherino · J. Power Sources · 2006 · 158 · 97710.1016/j.jpowsour.2005.11.005 ↗
36. Culpin · J. Power Sources · 2004 · 133 · 7910.1016/j.jpowsour.2003.09.078 ↗
37. Hu · J. Appl. Electrochem. · 2006 · 36 · 108310.1007/s10800-006-9170-7 ↗
38. Pavlov · J. Power Sources · 2006 · 158 · 68910.1016/j.jpowsour.2005.09.022 ↗
39. Torabi · J. Electrochem. Soc. · 2013 · 160 · A22310.1149/2.030302jes ↗
40. Torabi · J. Electrochem. Soc. · 2011 · 158 · A85010.1149/1.3592486 ↗
41. General overview of non-lithium battery systems and their safety issues
42. Reynard · ChemSusChem · 2019 · 12 · 122210.1002/cssc.201802895 ↗
43. Wei · Appl. Energy · 2017 · 190 · 111210.1016/j.apenergy.2017.01.039 ↗
44. Wang · Sci. Bull. · 2016 · 61 · 45110.1007/s11434-016-1023-0 ↗
45. Posada · J. Appl. Electrochem. · 2016 · 46 · 45110.1007/s10800-015-0911-3 ↗
46. Sun · J. Power Sources · 2014 · 248 · 56010.1016/j.jpowsour.2013.09.125 ↗
47. Ito · J. Power Sources · 2011 · 196 · 658310.1016/j.jpowsour.2011.03.025 ↗
48. Yang · J. Power Sources · 2019 · 415 · 6210.1016/j.jpowsour.2019.01.049 ↗
49. Chalamala · Proc. IEEE · 2014 · 102 · 97610.1109/JPROC.2014.2320317 ↗
50. Bard · 1983
51. Cao · J. Energy Chem. · 2018 · 27 · 126910.1016/j.jechem.2018.04.007 ↗
52. Liu · Chem. Soc. Rev. · 2020 · 49 · 18010.1039/C9CS00131J ↗
53. Mainar · J. Energy Storage · 2018 · 15 · 30410.1016/j.est.2017.12.004 ↗
54. Bryans · Batteries · 2018 · 4 · 5410.3390/batteries4040054 ↗
55. Kim · J. Power Sources · 2013 · 237 · 30010.1016/j.jpowsour.2013.02.045 ↗
56. Vijayakumar · J. Power Sources · 2013 · 241 · 17310.1016/j.jpowsour.2013.04.072 ↗
57. Lee · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2019 · 11
58. Alagia · Science · 1996 · 273 · 151910.1126/science.273.5281.1519 ↗
59. Nourani · J. Electrochem. Soc. · 2019 · 166 · A384410.1149/2.0851915jes ↗
60. Wei · J. Power Sources · 2018 · 390 · 26110.1016/j.jpowsour.2018.04.063 ↗
61. Kushner · Curr. Opin. Electrochem. · 2020 · 21 · 13210.1016/j.coelec.2020.01.010 ↗
62. Zeng · Energy Stor. Mater. · 2019 · 20 · 41010.1016/j.ensm.2019.04.022 ↗
63. Lawton · J. Electrochem. Soc. · 2013 · 160 · A69710.1149/2.004306jes ↗
64. Sun · J. Power Sources · 2010 · 195 · 89010.1016/j.jpowsour.2009.08.041 ↗
65. Wang · Electrochim. Acta · 2018 · 259 · 1110.1016/j.electacta.2017.10.148 ↗
66. Whitehead · J. Power Sources · 2013 · 230 · 27110.1016/j.jpowsour.2012.11.148 ↗
67. Darling · J. Electrochem. Soc. · 2017 · 164 · E308110.1149/2.0081711jes ↗
68. Valkovska · J. Power Sources · 2009 · 191 · 11910.1016/j.jpowsour.2008.10.014 ↗
69. Wang · Electrochim. Acta · 2015 · 186 · 65410.1016/j.electacta.2015.11.007 ↗
70. Mazur · J. Power Sources · 2019 · 414 · 35410.1016/j.jpowsour.2019.01.019 ↗
71. Choi · J. Ind. Eng. Chem. · 2019 · 70 · 35510.1016/j.jiec.2018.10.036 ↗
72. Neburchilov · J. Power Sources · 2010 · 195 · 127110.1016/j.jpowsour.2009.08.100 ↗
73. Peng · J. Mat. Chem. A · 2018 · 6 · 389510.1039/C7TA08790J ↗
74. Yuan · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2014 · 16 · 1984110.1039/C4CP03329A ↗
75. Parasuraman · Electrochim. Acta · 2013 · 101 · 2710.1016/j.electacta.2012.09.067 ↗
76. Alotto · Renew. Sust. Energ. Rev. · 2014 · 29 · 32510.1016/j.rser.2013.08.001 ↗
77. Won · Electrochim. Acta · 2015 · 177 · 31010.1016/j.electacta.2015.01.166 ↗
78. Ghimire · Appl. Energy · 2018 · 230 · 97410.1016/j.apenergy.2018.09.049 ↗
79. Gandomi · J. Electrochem. Soc. · 2018 · 165 · A97010.1149/2.0601805jes ↗
80. Pezeshki · Electrochim. Acta · 2017 · 229 · 26110.1016/j.electacta.2017.01.056 ↗
81. Cecchetti · J. Power Sources · 2018 · 400 · 21810.1016/j.jpowsour.2018.08.033 ↗
82. Sheng · Mater. Today Nano · 2019 · 710.1016/j.mtnano.2019.100044 ↗
83. Elgammal · Electrochim. Acta · 2017 · 237 · 110.1016/j.electacta.2017.03.131 ↗
84. Gubler · Curr. Opin. Electrochem. · 2019 · 18 · 3110.1016/j.coelec.2019.08.007 ↗
85. Zeng · Appl. Energy · 2019 · 233 · 62210.1016/j.apenergy.2018.10.063 ↗
86. Agar · Electrochim. Acta · 2013 · 98 · 6610.1016/j.electacta.2013.03.030 ↗
87. Perry · Curr. Opin. Electrochem. · 202010.1016/j.coelec.2020.03.024 ↗
88. Wittman · J. Power Sources · 2019 · 43810.1016/j.jpowsour.2019.227034 ↗
89. Sato · J. Power Sources · 1992 · 38 · 31710.1016/0378-7753(92)80121-Q ↗
90. Kwabi · Chem. Rev. · 2020
91. Ponrouch · Energy Stor. Mater. · 2019 · 20 · 25310.1016/j.ensm.2019.04.012 ↗
92. Perry · 2019
93. Jindal · J. Electrochem. Soc. · 2019 · 166 · A216510.1149/2.1381910jes ↗
94. Wu · Front. Energy Res. · 2019 · 7 · 6510.3389/fenrg.2019.00065 ↗
95. Deng · Nat. Energy · 2018 · 3 · 26110.1038/s41560-018-0122-3 ↗
96. Ren · J. Power Sources · 2014 · 249 · 15610.1016/j.jpowsour.2013.10.058 ↗
97. Whitehead · J. Power Sources · 2017 · 351 · 110.1016/j.jpowsour.2017.03.075 ↗
98. Hagedorn · 1984