鋰離子在正極材料上的嵌入有哪些反應呢、
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-09 15:59
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鋰離子電池的充放電過程中，鋰離子在正極材料上的嵌入反應是：鋰離子從液態(tài)電解質內部遷移到電解液與固體電極的交界面；鋰離子在電極／電解液界面處吸附形成表面層；吸附態(tài)的鋰離子進入正極材料；鋰離子由固體電極表面向內部擴散。脫出反應為上述過程的逆過程。以上幾個過程分別在不同程度上影響電極系統(tǒng)的動力學性能，在電解液相同的情況下，電極過程的動力學參數(shù)取決于電極材料及其界面性質。
如果電極反應只受界面電荷遷移和物質擴散所支配，則其典型的復數(shù)阻抗圖如圖9-21所示。圖中的RE為溶液電阻，Rct為界面反應電阻，Zw表示鋰離子在界面附近擴散的Warburg阻抗，由于鋰離子在電解質中的擴散速率遠大于在固相活性物質中的擴散速率，因此可認為Zw描述的是鋰離子在固相活性物質中的擴散過程。所以通過交流阻抗法可以計算鋰離子在固相材料中的擴散系數(shù)。交流阻抗方法被廣泛應用于電極過程動力學的研究，特別適合于分析復雜電極過程。它可以幫助我們了解界面的物理性質及所發(fā)生的電化學反應的情況（如電極反應的方式，擴散系數(shù)，交換電流密度的大小等）。
交流阻抗方法是施加一個小振幅的正弦交流信號，使電極電位在平衡電極電位附近微擾，在達到穩(wěn)定狀態(tài)后，測量其響應電流（或電壓）信號的振幅和相，依次計算出電極的復阻抗。然后根據(jù)設想的等效電路，通過阻抗譜的分析和參數(shù)擬合，求出電極反應的動力學參數(shù)。由于這種方法使用的電信號振幅很小，又是在平衡電極電位附近，因此電流與電位之間的關系往往可以線性化，這給動力學參數(shù)的測量和分析帶來很大方便。
如果電極反應只受界面電荷遷移和物質擴散所支配，則其典型的復數(shù)阻抗圖如圖9-21所示。圖中的RE為溶液電阻，Rct為界面反應電阻，Zw表示鋰離子在界面附近擴散的Warburg阻抗，由于鋰離子在電解質中的擴散速率遠大于在固相活性物質中的擴散速率，因此可認為Zw描述的是鋰離子在固相活性物質中的擴散過程。所以通過交流阻抗法可以計算鋰離子在固相材料中的擴散系數(shù)。交流阻抗方法被廣泛應用于電極過程動力學的研究，特別適合于分析復雜電極過程。它可以幫助我們了解界面的物理性質及所發(fā)生的電化學反應的情況（如電極反應的方式，擴散系數(shù)，交換電流密度的大小等）。
交流阻抗方法是施加一個小振幅的正弦交流信號，使電極電位在平衡電極電位附近微擾，在達到穩(wěn)定狀態(tài)后，測量其響應電流（或電壓）信號的振幅和相，依次計算出電極的復阻抗。然后根據(jù)設想的等效電路，通過阻抗譜的分析和參數(shù)擬合，求出電極反應的動力學參數(shù)。由于這種方法使用的電信號振幅很小，又是在平衡電極電位附近，因此電流與電位之間的關系往往可以線性化，這給動力學參數(shù)的測量和分析帶來很大方便。
