在电池中,离子扩散和电子传输对电极材料性能起着至关重要的影响。电子通过外电路到达电极表明的速度快于离子扩散到电极材料表明的速度,因此改善和提升离子扩散可以避免材料表明发生静电荷累计,降低浓差极化。
通常的,在储能器件中,离子扩散系数的测试手段有GITT、PITT、循环伏安法(CV)、EIS计算等。今天大致讲解一下GITT计算扩散系数。
① 概述 :
GITT法是通过分析电位与时间变化关系来获取动力学的测试方法。其主要过程包括“脉冲+恒电流+弛豫”。以充电为例:首先施加正电流脉冲,电池电势迅速升高,随后维持电流一段时间,电势缓慢上升;接着,中断电流,电势下降,并开始进入弛豫过程;再弛豫过程中,离子扩散,电极组分趋于均匀,电势缓慢下降,直到再次达到平衡。不断重复以上过程,直到电池充满电。放电过程则相反。 在测试过程中,脉冲电流的施加时间需足够短,而弛豫时间需足够长,使离子充分扩散到平衡状态
② 核心公式:
上述公式简化后:
只要测得各个“脉冲-弛豫”内的ΔEs和ΔEt,就可以离子扩散数量随电位变化的关系曲线。
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