内容(十三)锂离子电池的电化学阻抗谱分析

锂离子电池的电化学阻抗谱分析1. 锂离子电池的特点锂离子电池充电时，正极中的锂离子从基体脱出，嵌入负极；而放电时，锂离子会从负极中脱出，嵌入正极。因此锂离子电池正负极材料的充放电容量、循环稳定性能和充

锂离子电池的电化学阻抗谱分析 1. 锂离子电池的特点 锂离子电池充电时，正极中的锂离子从基体脱出，嵌入负极；而放电时，锂 离子会从负极中脱出，嵌入正极。因此锂离子电池正负极材料的充放电容量、循 环稳定性能和充放电倍率等重要特性均与锂离子在嵌合物电极材料中的脱出和 EIS 嵌入过程密切相关。这些过程可以很好地从电化学阻抗谱（）的测量与解析 中体现出来。 2. 电化学阻抗谱的解析 2.1. 高频谱解析 EISSEI 嵌合物电极的谱的高频区域是与锂离子通过活性材料颗粒表面膜 R/C 的扩散迁移相关的半圆（高频区域半圆），可用一个并联电路表示。 SEISEI RCSEI 和是表征锂离子活性材料颗粒表面膜扩散迁移过程的基本参 SEISEI RCSEIEIS 数，如何理解和与膜的厚度、时间、温度的关系，是应用研究 SEISEI SEI 锂离子通过活性材料颗粒表面膜扩散过程的基础。 2.1.1. RCSEI 高频谱解析和与膜厚度的关系 SEISEI SEIRCSEI 膜的电阻和电容与膜的电导率、介电常数的关系可用简单 SEISEI 的金属导线的电阻公式和平行板电容器的电容公式表达出来 (1) (2) l SSEI 以上两式中为电极的表面积，为膜的厚度。倘若锂离子在嵌合物电极的 SRCSEI 嵌入和脱出过程中、和变化较小，那么的增大和的减小就意味着 SEISEI RCSEI 厚度的增加。由此根据和的变化，可以预测膜的形成和增长情况（这 SEISEI 是理解高频容抗弧的关键）。 2.1.2. SEIR 膜的生长规律（与时间的关系） SEI SEISEI 嵌合物电极的膜的生长规律源于对金属锂表面膜的生长规律的分 SEIA 析而获得。对金属锂电极而言，膜的生长过程可分为两种极端情况：（）