鋰離子動(dòng)力電池經(jīng)常遇到動(dòng)力需求不同的工況,進(jìn)而需要的充放電電流變化很大,,這也影響著電池內(nèi)部的電荷傳遞過程以及電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程,。為了探究不同充放電倍率下電池阻抗情況,,謝媛媛等以鋰離子電池為研究對(duì)象,測試了0.1C,、0.2C和0.5C充放電倍率下的阻抗譜,。研究人員認(rèn)為小電流充放電,電池阻抗在一定的循環(huán)次數(shù)下變化不大,,且小電流具有降低電池低頻阻抗的作用,。而大電流充放電,中頻部分半圓增大,,電荷傳遞阻抗增大,。同時(shí)還發(fā)現(xiàn),盡管低充放電率可以明顯降低在中高頻范圍內(nèi)循環(huán)對(duì)電池阻抗的影響,,但其對(duì)阻抗譜的低頻成分影響仍然明顯,。電化學(xué)阻抗譜是研究電極/電解液界面電化學(xué)反應(yīng)的有力工具之一,廣泛應(yīng)用于正負(fù)極材料的阻抗以及鋰離子在正負(fù)極材料中的嵌入和脫出等研究,。MasayukiItagaki等著重研究了電池正負(fù)極材料在0.5C,、1.0C和1.5C充放電倍率下的電荷傳遞阻抗和歐姆阻抗。研究表明,,1.5C倍率下,,正負(fù)電極的電荷轉(zhuǎn)移阻抗的變化呈現(xiàn)出一定的滯后現(xiàn)象,影響因素是電流方向,。關(guān)于歐姆阻抗,,無論是正極材料還是負(fù)極材料,倍率對(duì)其大小和變化趨勢的影響都不明顯,??梢赃@樣認(rèn)為,在鋰離子電池的電極中,,脫鋰過程的電荷傳遞阻抗要大于嵌鋰過程的電荷傳遞阻抗,。EIS交流阻抗分析儀在電化學(xué)研究中具有不可或缺的地位,,能夠提供有關(guān)電極過程的重要信息。中國香港eis交流阻抗分析儀電話
在鋰離子電池電極的電化學(xué)過程中,,Li+的嵌入和脫出包括以下幾個(gè)內(nèi)容[4],如圖1所示,;(1)電子在電極材料顆粒間的傳遞,、Li+在活性物質(zhì)顆粒的間隙間電解液中的運(yùn)輸;(2)Li+通過活性材料顆粒SEI層的遷移擴(kuò)散,;(3)電子/離子在導(dǎo)電結(jié)合處的電荷傳輸過程,;(4)Li+在活性材料內(nèi)部的固相擴(kuò)散;(5)Li+在電極中累積和消耗以及電極活性材料顆粒晶體結(jié)構(gòu)的改變或者新相的生成,。圖1嵌入化合物電極中嵌鋰機(jī)制模型示意圖3.2測量表觀化學(xué)擴(kuò)散系數(shù)電極中的擴(kuò)散體系呈現(xiàn)控制步驟且可逆特征時(shí),,在理想條件下,阻抗低頻部分存在擴(kuò)散響應(yīng)曲線,。此時(shí),,可以利用擴(kuò)散響應(yīng)曲線測量電池或者電極體系的表觀化學(xué)擴(kuò)散系數(shù)。典型的采用電化學(xué)交流阻抗法測量化學(xué)擴(kuò)散系數(shù)的公式如下[5]:式中,,ω為角頻率,,B為Warburg系數(shù),DLi為Li在電極中的擴(kuò)散系數(shù),,Vm為活性物質(zhì)的摩爾體積,,F(xiàn)為法拉第常數(shù)(F=96487C/mol),A為浸入溶液中參與電化學(xué)反應(yīng)的真實(shí)電極面積,,dE/dx為相應(yīng)電極庫侖滴定曲線的斜率,,即開路電位對(duì)電極中Li濃度曲線上某濃度處的斜率[6]?;緶y量過程如下:①通過阻抗譜擬合獲得低頻擴(kuò)散部分的B值,;②測量庫侖滴定曲線;③將相關(guān)參數(shù)帶入方程式(3)即可求出Li的擴(kuò)散系數(shù),。湖北eis交流阻抗分析儀價(jià)格EIS交流阻抗分析儀不僅提供準(zhǔn)確可靠的測試數(shù)據(jù),,還為科研人員的研究工作提供有力支持。
電化學(xué)阻抗譜(electrochemicalimpedancespectroscopy,,簡稱EIS)用于研究線性電路網(wǎng)絡(luò)頻率響應(yīng)特性,,將這一特性應(yīng)用到電極過程的研究,形成了一種實(shí)用的電化學(xué)研究方法,。電化學(xué)阻抗譜準(zhǔn)確測試需要具備一定的前提條件,。首先,交流微擾信號(hào)與響應(yīng)信號(hào)之間必須具有因果關(guān)系,;其次,,響應(yīng)信號(hào)必須是擾動(dòng)信號(hào)的線性函數(shù),;第三,被測量體系在擾動(dòng)下是穩(wěn)定的,,即滿足因果性,、線性和穩(wěn)定性3個(gè)基本條件,可以用Kramers-Kronig變換來判斷阻抗數(shù)據(jù)的可行性,。
EIS交流阻抗分析儀在電池行業(yè)有廣泛的應(yīng)用,,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:電池性能評(píng)估:EIS可以用于分析電池的阻抗、電容和擴(kuò)散等性能,,從而評(píng)估電池的性能,。通過測試電池在不同頻率下的阻抗譜,可以了解電池的內(nèi)阻,、極化電阻,、電感等參數(shù),從而評(píng)估電池的容量,、能量密度,、充放電性能等。電池老化檢測:EIS可以用于檢測電池的老化程度,。隨著電池的老化,,電池的阻抗會(huì)發(fā)生變化,通過EIS測試不同老化階段的電池阻抗譜,,可以了解電池的老化程度和老化速率,。電池一致性檢測:EIS可以用于檢測電池的一致性。不同電池的阻抗譜會(huì)有一定的差異,,通過EIS測試可以了解不同電池的一致性水平,,從而篩選出性能相近的電池進(jìn)行配組。故障診斷:EIS可以用于診斷電池的故障,。例如,,電池的內(nèi)部短路、外部連接松動(dòng)等問題會(huì)導(dǎo)致阻抗發(fā)生變化,,通過EIS測試可以發(fā)現(xiàn)這些問題,,從而及時(shí)進(jìn)行維修和更換。壽命預(yù)測:EIS可以用于預(yù)測電池的壽命,。通過測試不同使用階段的電池阻抗譜,,可以了解電池的性能衰減趨勢,從而預(yù)測電池的使用壽命,。EIS交流阻抗分析儀是科研人員不可或缺的儀器之一,,能夠提供可靠的測試數(shù)據(jù),支持科研人員深入探索。
國內(nèi)生產(chǎn)商在自主研發(fā)EIS阻抗譜設(shè)備的過程中,,通過不斷的技術(shù)積累和創(chuàng)新,,能夠逐步提高設(shè)備的性能和測量精度。這種自主研發(fā)的優(yōu)勢有助于縮小與進(jìn)口設(shè)備的差距,,甚至在某些方面實(shí)現(xiàn)超越,。針對(duì)不同領(lǐng)域和特定需求,國產(chǎn)EIS阻抗譜設(shè)備能夠進(jìn)行定制化設(shè)計(jì),。生產(chǎn)商可以根據(jù)客戶的具體要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化,,以滿足特定實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用的需求。這種定制化設(shè)計(jì)的能力增強(qiáng)了設(shè)備的適用性和競爭力,。國內(nèi)生產(chǎn)商能夠更加迅速地了解和響應(yīng)市場需求,對(duì)設(shè)備的改進(jìn)和升級(jí)做出及時(shí)的調(diào)整,。這種快速響應(yīng)的優(yōu)勢有助于保持設(shè)備的競爭力,,滿足用戶不斷變化的需求。EIS交流阻抗分析儀廣泛應(yīng)用于電池技術(shù),、燃料電池和腐蝕防護(hù)研究,。中國香港eis交流阻抗分析儀電話
EIS交流阻抗分析儀通過測量阻抗隨頻率的變化,幫助科研人員解析電極過程的細(xì)節(jié),。中國香港eis交流阻抗分析儀電話
電化學(xué)阻抗譜(EIS)雖然是一種非常強(qiáng)大和有用的電化學(xué)測試方法,,但也存在一些缺點(diǎn)。以下是可能存在的缺點(diǎn):高成本:EIS需要使用特殊的儀器設(shè)備,,包括電化學(xué)工作站和頻率響應(yīng)分析儀,,這些設(shè)備相對(duì)較昂貴。因此,,進(jìn)行EIS測試可能需要較高的資金投入,。時(shí)間消耗:EIS需要對(duì)涂層進(jìn)行頻率掃描測試,這種測試需要一定的時(shí)間,,尤其是在較寬頻率范圍內(nèi)進(jìn)行測試時(shí),。因此,進(jìn)行EIS測試可能需要較長的時(shí)間來獲取完整的阻抗譜,。對(duì)測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求較高:EIS對(duì)測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求較高,,尤其是對(duì)電極和涂層之間的接觸需要保持穩(wěn)定。一旦電極和涂層的接觸不穩(wěn)定,,可能會(huì)導(dǎo)致測試結(jié)果的不準(zhǔn)確性,。對(duì)操作要求較高:EIS測試需要具備一定的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),對(duì)操作人員的技能水平有一定的要求,。操作不當(dāng)可能導(dǎo)致測試結(jié)果的誤差,。局限性:雖然EIS在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用,但它并不能適用于所有情況。有些電極系統(tǒng)的阻抗譜可能比較復(fù)雜,,難以解析,。此外,對(duì)于一些快速反應(yīng)或高溫等極端條件下的測試,,EIS可能無法適用,。盡管存在這些缺點(diǎn),但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和改進(jìn),,EIS的應(yīng)用范圍和準(zhǔn)確性將得到進(jìn)一步提高,。中國香港eis交流阻抗分析儀電話