淺談鋰電池的電化學阻抗譜分析

2020-10-20

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　　鋰離子電池即運用能可逆嵌入、脫出鋰離子的嵌入化合物作為正極、負極的二次電池：充電時，正極中的鋰離子從正極活性材猜中脫出，嵌入負極活性材猜中;放電時，鋰離子從負極活性材猜中脫出，嵌入正極活性材猜中。因而鋰離子電池的充放電容量、循環穩定性、充放電倍率以及高低溫充放電功能等，均與鋰離子在電極活性材猜中的脫出和嵌入、在電解液中的分散以及鋰離子穿過正負極活性資料顆粒外表固體電解質相界面膜等進程密切相關。研討上述進程的相關動力學參數，關于深入體統知道相應鋰離子電池的綜合電化學功能具有重要的意義。鋰電池應用研發設備

鋰電池應用研發設備

　　作為研討電化學界面進程的重要辦法，電化學阻抗譜被廣泛應用于研討鋰離子在碳資料和過渡金屬氧化的嵌入和脫出進程中。所謂EIS，是經過對電化學系統施加一定振幅不同頻率的正弦波溝通信號，獲得頻域范圍內相應電信號反饋的溝通測驗辦法。以下將結合充放電時具體的物理化學進程，對典型的Li+電池EIS圖譜進行進行分析。

　　在鋰離子電池充電進程中，鋰離子在嵌合物電極中的脫出和嵌入進程包含以下五個進程:

　　進程①：電子傳輸至活性資料外表及在活性資料顆粒間的傳輸、鋰離子在電解液中的傳輸;

　　進程②：鋰離子經過活性資料顆粒外表SEI 膜的分散遷移;

　　進程③：電子與鋰離子在導電結合處的電荷傳輸進程(或反應結合進程);

　　進程④：鋰離子在活性資料顆粒內部固體顆粒中的分散進程;

　　進程⑤：鋰離子在活性材猜中累積、消耗以及由此導致活性資料顆粒晶體結構的改動或新相的生成(由于測驗頻率限制，常見EIS圖譜中該部分未測驗)。

　　運用電化學工作站，在10KHz~50μHz之間進行溝通阻抗掃描，得到如圖三所示EIS圖譜，對該圖譜進行具體拆解分析。