鉅大LARGE | 點擊量：1340次 | 2019年05月16日
什么是鋰離子電池的電化學阻抗譜
鋰離子電池，即使用能可逆嵌入、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料中脫出，嵌入負極活性材料中。
放電時，鋰離子從負極活性材料中脫出，嵌入正極活性材料中。因此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性能等，均與鋰離子在電極活性材料中的脫出和嵌入、在電解液中的擴散以及鋰離子穿過正負極活性材料顆粒表面固體電解質相界面(solidelectrolyteinterface，SEI)膜等過程密切相關。
研究上述過程的相關動力學參數，對于深入體統認識相應鋰離子電池的綜合電化學性能具有重要的意義。
如何理解鋰離子電池的電化學阻抗譜
作為研究電化學界面過程的重要方法，電化學阻抗譜(electrochemicalimpedancespectroscopy，EIS)被廣泛應用于研究鋰離子在碳材料和過渡金屬氧化的嵌入和脫出過程中。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
所謂EIS，是通過對電化學體系施加一定振幅不同頻率的正弦波交流信號，獲得頻域范圍內相應電信號反饋的交流測試方法。以下將結合充放電時具體的物理化學過程，對典型的Li+電池EIS圖譜進行進行分析。
在鋰離子電池充電過程中，鋰離子在嵌合物電極中的脫出和嵌入過程包括以下五個步驟，如圖2所示(Barsoukov等人提出改過程)：
步驟①：電子傳輸至活性材料表面及在活性材料顆粒間的傳輸、鋰離子在電解液中的傳輸；
步驟②：鋰離子通過活性材料顆粒表面SEI膜的擴散遷移；
步驟③：電子與鋰離子在導電結合處的電荷傳輸過程(或反應結合過程)；
步驟④：鋰離子在活性材料顆粒內部固體顆粒中的擴散過程了；
步驟⑤：鋰離子在活性材料中累積、消耗以及由此導致活性材料顆粒晶體結構的改變或新相的生成(由于測試頻率限制，常見EIS圖譜中該部分未測試)。
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