Li+扩散系数的测定:循环伏安法(CV)和容量间歇滴定法(CITT)

锂电联盟会长 2022-10-08 14:35

点击左上角“锂电联盟会长”,即可关注!

循环伏安法(CV)

CV的基本原理,是使用不同的电位扫描速度对被测体系作伏安曲线,如式(9)所示:

式(9)中:IP为峰值电流;R为理想气体常数;T为温度;v为扫描速度。


CV是目前最常用的电化学技术之一,测定DLi+的操作简单,对于数据处理,只需绘出IP和v1/2的关系曲线,根据式(9)即可求得DLi+。T.T.D.Tran等[1]在研究LiFePO4/C纳米复合电极材料的电化学性能时,基于CV求得DLi+为2.2×10-12cm2/s,与其他文献报道的由CV、GITT和EIS测得的数据一致。


CV法虽能较简易地得到DLi+但得到的是充放电过程中的平均扩散系数。由于CV过程中浓度变化较大,基于该技术确定扩散系数的可靠性较差。此外,CV只能快速而粗略地估计扩散系数的数量级,因此,很多研究者为了实验的完整性,多采用CV辅助观测氧化还原峰,以研究电化学反应的机理,DLi+则用其他方法,如 EIS计算得出。


C.J.Lyu等[2] 在研究Nb掺杂对一维纳米结构NCM正极材料的影响时,通过CV观察到Nb-NCM的氧化峰和还原峰电位差均小于NCM,证明掺杂Nb可提高库仑效率,缓解电化学极化。通过EIS计算,得出Nb-NCM的DLi+为1.8×10-10cm2/s,大于NCM的1.13×10-12cm2/s,表明Nb掺杂有利于Li+的迁移。


容量间歇滴定法(CITT)

CITT是通过引入电位-电荷容量与电流-电荷容量之比(RPG),在此基础上发展起来的连续测定DLi+方法具体推导如下


根据球形扩散模型恒压-恒流充电值q可表示为:

(10)ξ为定义的无因次变量取值为r2/DLi+tG;tG为恒流充电时间aj为常数列


对式(10)进行线性拟合可得:

CITT的优势在于数据处理相对简单其他测试方法需要许多互补的参数包括活性材料组成嵌锂量有效表面积和摩尔体积等CITT只要测试出rqtG,即可得到DLi+qtG可由CITT环曲线求得只用测定r即可求得DLi+;CITT还可连续确定不状态不同况下的DLi+ 。


S.Y.Wang[3]利用KMnO4控制氧化MnCO3前驱体与锂盐的固相反应制备LiMn2O4固相微球和壁厚可调节的空心微球在研究结构对LiMn2O4作为锂离子电池正极材料性能的影响时通过CITT测得样品LMO-3、LMO-5LMO-S(LMO-yyKMnO4MnCO3反应的时间,min;S指固相微球)DLi+10-11~10-8.5cm2/s数量级LMO-3数值最大证明壁厚较薄的LMO-3Li+迁移率更高


王盈来等[4]合成NCM粉末正极材料利用CITT测得DLi+随电位和循环次数的不同分布于10-12~10-11.5 cm2/s;电位在3.9~4.3VDLi+较为稳定循环次数越多DLi+越稳定事实上,,相比于其他电化学方法尽管CITT处理数据更简单但更多的学者仍倾向于使用 EIS、GITT等这些经过实践且更为成熟的方法因此,CITT 实际运用并不广泛

参考:周肇国, 徐艳辉. 锂离子电池中Li+扩散系数的测定方法[J]. 电池, 2022, 52(2):5.

[1] Huynh L T N ,  Tran T T D ,  Nguyen H H A , et al. Carbon-coated LiFePO4–carbon nanotube electrodes for high-rate Li-ion battery[J]. Journal of Solid State Electrochemistry, 2018.

[2] Cl A ,  Jing Y A ,  Yi P A , et al. 1D Nb-doped LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 nanostructures as excellent cathodes for Li-ion battery[J]. Electrochimica Acta, 2019, 297:258-266.

[3] Wang S ,  Xiao L ,  Guo Y , et al. Controllable Preparation and Superior Rate Performance of Spinel LiMn_2O_4 Hollow Microspheres as Cathode Material for Lithium-ion Batteries[J]. 武汉理工大学学报-材料科学版(英文版), 2016.
[4]王盈来, 肖亮, 巍嘉,等. CITT分析Li+在固态LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中的扩散系数[J]. 电池, 2011, 41(4):196-198.

相关阅读:
锂离子电池制备材料/压力测试
锂电池自放电测量方法:静态与动态测量法!
软包电池关键工艺问题!
一文搞懂锂离子电池K值!
工艺,研发,机理和专利!软包电池方向重磅汇总资料分享!
揭秘宁德时代CATL超级工厂!
搞懂锂电池阻抗谱(EIS)不容易,这篇综述值得一看!
锂离子电池生产中各种问题汇编
锂电池循环寿命研究汇总(附60份精品资料免费下载)
锂电联盟会长 研发材料,应用科技
评论 (0)
  • 在求职路上,一直没能拿到理想的录用通知,真的要放低要求吗?对很多人来说,这个问题往往让人进退两难。期待中那个能够激发自我潜能又能带来丰厚回报的职位,似乎离自己遥不可及。可是眼看着账单越压越重,生活在缓缓拖累前行。在这种局面下,究竟该不该向现实妥协,先找一份工作再说?有些人会觉得,先就业意味着放弃理想,觉得一旦走上这条路,就难以回到最初的目标。但事实上,这种担忧常常让人陷入犹豫与停滞。路走不通时,不代表必须原地不动。有时选择一份尚可接受的工作,也能带来意想不到的机会。公司内部的人脉、行业的历练,乃
    优思学院 2025-03-14 17:12 71浏览
  • 宠物饮水机是专为宠物设计的自动供水设备,它能够持续提供新鲜流动的水,刺激宠物饮水欲望,保持宠物健康。智能水位监测功能可确保宠物始终有水可饮,同时避免溢水和干烧,是现代宠物家庭的理想选择。那么,宠物饮水机水箱是如何实现低水位提醒功能的呢?ICMAN液位检测芯片轻松实现宠物饮水机的水箱低液位提醒功能!工作原理 :基于双通道电容式单点液位检测原理方案特点:液位检测精度高达±1mm,超强抗干扰,动态CS 10V 为家用电器水位提醒的应用提供了一种简单而又有效的实现方式<iframe height=
    ICMAN 2025-03-14 16:46 76浏览
  • 文/Leon编辑/cc孙聪颖‍蛇年春晚最有意思的节目,一定非机器人跳舞莫属。就算是遥控或预编程,机器人能够做出如此复杂的动作,在五年前都是不敢想象的事情,其制造商宇树科技也因此火爆全网。就在春节过后不到一个月,会骑自行车的人形机器人诞生了。这背后,是近年来“具身智能”概念的迅猛发展。“我们造了一个跟人一样灵动的机器人!”3月11日,智元机器人联合创始人兼首席技术官彭志辉在微博上说道。在视频中,灵犀X2会骑自行车、能跳《科目三》,还可以与人促膝长谈,甚至拿起葡萄“穿针引线”。在全球人形机器人领域,
    华尔街科技眼 2025-03-17 12:38 90浏览
  • 一、引言:语音芯片的智能化浪潮在万物互联的智能化时代,语音交互技术已成为人机交互的重要纽带。从智能家电的提示音到儿童玩具的趣味互动,从工业设备的语音告警到公共服务设施的自动播报,语音播放芯片IC作为核心硬件支撑,正在重塑各行各业的用户体验。在众多解决方案中,WTN6、WT588、WT2003H、WTV四大系列产品,凭借差异化的技术特性构建了完整的语音芯片产品矩阵。本文将深度解析这四大主流芯片的技术特点与应用场景,为开发者提供选型参考。二、主流语音芯片技术特性全解析2.1 WTN6系列:高性价比的
    广州唯创电子 2025-03-17 09:04 131浏览
  • 工艺工程师(Process Engineer)在工业生产中扮演着重要的角色,负责设计、优化和管理各种工业流程。这些流程通常涉及化学、物理或生物转化,旨在将原材料和能源转化为有用的产品。以下是关于工艺工程师角色、职责、技能和行业应用的详细分析,旨在为读者提供全面的理解。定义与范围根据 Wikipedia 的定义,工艺工程(Process Engineering)是理解和应用自然基本原理和定律,将原材料和能源在工业层面转化为有用产品的过程。它涵盖了化学、物理和生物流程的设计、操作
    优思学院 2025-03-14 12:26 52浏览
  •        在工业物联网的世界里,设备之间的“语言不通”曾让无数工厂陷入效率泥潭。想象一个汽车制造车间:1980年代的老式PLC控制器用Modbus RTU协议“说话”,2020年的智能机械臂支持OPC UA协议,而散布在角落的电表和传感器则操着DLT645等不同“方言”。这种协议碎片化让数据互通成为奢望,直到广和通4G模块化身“工业翻译官”,用多协议兼容和边缘计算能力打破僵局。一、从“铁皮盒子”到“边缘大脑”的技术蜕变    &nb
    中科领创 2025-03-14 14:14 51浏览
  • 失效模式与影响分析(FMEA)失效模式与影响分析(FMEA)是一种系统方法,用于识别和分析系统或过程中的潜在失效,广泛应用于工程和制造领域,以提高产品可靠性和安全性。最新标准由 2019 年发布的 AIAG-VDA FMEA 手册(第一版) 定义,该手册结合了美国和欧洲汽车行业的最佳实践,并引入了 七步法,确保分析全面且结构化。图:优思学院六西格玛新版 FMEA 失效分析的七个步骤1. 规划与准备确定 FMEA 研究的 范围、边界和目标。组建跨职能团队(设
    优思学院 2025-03-17 14:43 78浏览
  • esp32s3使用platformio 点亮1.69寸TFT历程之LVGL移植 继上一篇我历经很久的时间点亮了1.69寸TFT之后。我开始进行LVGL的移植。开始LVGL的学习。用platformio 开发esp32s3真的好方便。按照上一节的环境。本次由于需要使用LVGL。打开platformio lib界面搜索LVGL。目前里面的版本是9.2.2。我使用的8.3.6。然后按照下图加载到自己的工程项目。待加载完毕后。我们会看到libdeps下面会出现LVGL库好了,这一步完成后。我们就开始移植
    zhusx123 2025-03-15 20:58 104浏览
  • 一、问题现象:语音播放异常的典型表现在使用WT588F(E)系列语音芯片的开发过程中,工程师常会遇到以下两类典型异常现象:播放不全:语音仅播放前段内容后突然中断,或特定段落无法触发播放断续:音频输出存在明显卡顿、爆音或波形畸变某智能门锁项目实测数据显示,在首批样机中有2%的设备出现语音提示突然中断的情况,经排查发现电源电压在播放瞬间跌落至2.0V(低于芯片工作阈值)。这类问题的根源往往隐藏于硬件设计与系统协同的细节之中。二、核心机理:电压稳定性对语音芯片的影响2.1 电源系统的动态响应特性WT5
    广州唯创电子 2025-03-17 09:18 114浏览
  • 在现代机械传动系统中,电机与传动轴的连接至关重要。正确的连接方式不仅能提高传动效率,还能延长设备的使用寿命。本文将探讨电机传动轴的几种常见连接方式及其优缺点。1.直接连接直接连接是将电机的输出轴与传动轴直接相连,通常采用联轴器进行连接。这种方式的优点是结构简单,传动效率高,适合于高转速和高精度的应用场合。然而,直接连接对对中精度要求较高,稍有偏差就可能导致振动和磨损。2.齿轮连接齿轮连接通过齿轮传动将电机的动力传递到传动轴。该方式的优点在于能够实现较大的转速变化和扭矩增益,适合于需要大功率和高扭
    博扬智能 2025-03-14 16:32 68浏览
  • 万物互联时代,全屋智能正从概念走向现实,而蓝牙低功耗(BLE)技术凭借独特优势,已成为构建智慧家庭生态的核心驱动力之一。作为一项成熟且持续创新的无线通信协议,BLE技术不仅以“低功耗”定义行业标准,更凭借Mesh组网能力打破场景疆界,为智能家居设备提供了灵活、可靠、可扩展的解决方案,有力推动了全屋智能的落地应用。据中商产业研究院整理数据显示,2023年我国智能家居市场规模为7257亿元,预计到2024年将达7848亿元,到2025年将达到8526亿元,同比增长率约为10%。随着未来新房建设和老房
    华普微HOPERF 2025-03-14 17:08 60浏览
  • 近日,2025年GTI国际产业大会成功举办,活动上GTI Awards 2025获奖名单正式揭晓,紫光展锐连续三年斩获国际权威机构GTI颁发的大奖。此次,T8300凭借在5G技术创新和娱乐体验方面的卓越表现,荣获GTI“移动技术创新突破奖”(Innovative Breakthrough in Mobile Technology Award)。GTI是由中国移动、软银、沃达丰等运营商于2011年发起成立的国际产业合作平台。GTI Awards作为全球通信行业最具影响力的奖项之一,旨在表彰为行业
    紫光展锐 2025-03-14 17:35 66浏览
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦