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(1) 電子通過(guò)活性材料顆粒間的輸運(yùn)、鋰離子在活性材料顆??障堕g電解液中的輸運(yùn);
(2) 鋰離子通過(guò)活性材料顆粒表面絕緣層( SEI 膜) 的擴(kuò)散遷移;
(3) 電子/ 離子導(dǎo)電結(jié)合處的電荷傳輸過(guò)程;
(4)鋰離子在活性材料顆粒內(nèi)部的固體擴(kuò)散過(guò)程;
(5)鋰離子在活性材料中的累積和消耗以及由此導(dǎo)致活性材料顆粒晶體結(jié)構(gòu)的改變或新相的生成。
(1)?超高頻區(qū)域(10 kHz 以上)?,與鋰離子和電子通過(guò)電解液、多孔隔膜、導(dǎo)線、活性材料顆粒等輸運(yùn)有關(guān)的歐姆電阻,在EIS 譜上表現(xiàn)為一個(gè)點(diǎn),此過(guò)程可用一個(gè)電阻Rs表示;
(2 )?高頻區(qū)域,與鋰離子通過(guò)活性材料顆粒表面絕緣層的擴(kuò)散遷移有關(guān)的一個(gè)半圓,此過(guò)程可用一個(gè)RSEI?/CSEI并聯(lián)電路表示。其中,RSEI即為鋰離子擴(kuò)散遷移通過(guò)SEI 膜的電阻;
(3)?中頻區(qū)域,與電荷傳遞過(guò)程相關(guān)的一個(gè)半圓,此過(guò)程可用一個(gè)Rct /Cdl并聯(lián)電路表示。Rct為電荷傳遞電阻,或稱為電化學(xué)反應(yīng)電阻,Cdl為雙電層電容;
(4)?低頻區(qū)域,與鋰離子在活性材料顆粒內(nèi)部的固體擴(kuò)散過(guò)程相關(guān)的一條斜線,此過(guò)程可用一個(gè)描述擴(kuò)散的Warburg 阻抗ZW表示;?
( 5 )?極低頻區(qū)域( <0. 01Hz)?,與活性材料顆粒晶體結(jié)構(gòu)的改變或新相的生成相關(guān)的一個(gè)半圓以及鋰離子在活性材料中的累積和消耗相關(guān)的一條垂線組成,此過(guò)程可用一個(gè)Rb?/Cb并聯(lián)電路與Cint組成的串聯(lián)電路表示。其中,Rb?和Cb?為表征活性材料顆粒本體結(jié)構(gòu)改變的電阻和電容,Cint為表征鋰離子在活性材料累積或消耗的嵌入電容。
EIS測(cè)試是頻率范圍一般為10mHZ—10kHZ,振幅為5mV。所以得到的EIS圖一般為與實(shí)軸的一個(gè)焦點(diǎn),即(1)中的歐姆電阻Rs,兩個(gè)半圓或一個(gè)半圓,以及一條45°左右的斜線。
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