鋰離子在正極材料上的嵌入有哪些反應(yīng)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(yīng)是：鋰離子從液態(tài)電解質(zhì)內(nèi)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(jìn)入正極材料；鋰離子由固體電極表面向內(nèi)部擴散。脫出反應(yīng)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(xué)性能，在電解液相同的情況下，電極過程的動力學(xué)參數(shù)取決于電極材料及其界面性質(zhì)。
如果電極反應(yīng)只受界面電荷遷移和物質(zhì)擴散所支配，則其典型的復(fù)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(yīng)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(zhì)中的擴散速率遠(yuǎn)大于在固相活性物質(zhì)中的擴散速率，因此可認(rèn)為Zw描述的是鋰離子在固相活性物質(zhì)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(yīng)用于電極過程動力學(xué)的研究，特別適合于分析復(fù)雜電極過程。它可以幫助我們了解界面的物理性質(zhì)及所發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)的情況（如電極反應(yīng)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(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，測量其響應(yīng)電流（或電壓）信號的振幅和相，依次計算出電極的復(fù)阻抗。然后根據(jù)設(shè)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(yīng)的動力學(xué)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(guān)系往往可以線性化，這給動力學(xué)參數(shù)的測量和分析帶來很大方便。
如果電極反應(yīng)只受界面電荷遷移和物質(zhì)擴散所支配，則其典型的復(fù)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(yīng)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(zhì)中的擴散速率遠(yuǎn)大于在固相活性物質(zhì)中的擴散速率，因此可認(rèn)為Zw描述的是鋰離子在固相活性物質(zhì)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(yīng)用于電極過程動力學(xué)的研究，特別適合于分析復(fù)雜電極過程。它可以幫助我們了解界面的物理性質(zhì)及所發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)的情況（如電極反應(yīng)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(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，測量其響應(yīng)電流（或電壓）信號的振幅和相，依次計算出電極的復(fù)阻抗。然后根據(jù)設(shè)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(yīng)的動力學(xué)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(guān)系往往可以線性化，這給動力學(xué)參數(shù)的測量和分析帶來很大方便。
