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木虫 (正式写手)

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[交流] 碳包覆对锂离子扩散的影响已有21人参与

如题，从做锂电池开始我就一直想不明白，对电池材料进行碳包覆为何会改善电池的性能。
在嵌锂或脱锂材料中，对此种材料进行碳包覆，会在其表面形成一层薄薄的碳膜，由于碳是导电的，所以有效的提高了材料表面的导电性，降低了材料的表面电阻，但是我所说的前提是这些材料是嵌锂或脱锂材料，包覆的碳膜会在第一程度上阻碍锂离子的扩散，这就影响了他的容量问题，这样其容量应该减小啊！但是碳本身是有容量的，如果单纯是1+1的想法，即嵌脱锂材料的容量加上碳本身的容量，这样容量应该增加，但是由于嵌脱锂材料是在碳里面，我们可以认为材料的嵌脱锂会被碳所阻碍，所以我想问的是为什么在碳包覆后，材料的嵌脱锂不仅没有被阻碍，反而提升了其扩散作用（或者说提升其扩散系数）
此外，我们对材料做形貌的意义，其实纳米材料的意义是增加材料的表面积，这样就能减小锂离子的扩散距离，如果在这层距离之间加一层类似增透膜的膜，真的能改善其性能么？难道说锂离子在碳里面是角色类似电子在银材料的角色么？

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生活要TM有激情

1楼 2016-07-05 13:43:47

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shenbinssc

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引用回帖:

25楼: Originally posted by 蜗牛梦 at 2016-07-07 15:08:42
这里的有一篇文章，就说了碳包覆没有提高锂离子扩散系数，反而是降低了……而且，引用文献中也有类似的观点……文章中的结论也很有意思！...

对CV测试锂离子的扩散系数不是太了解
但是GITT，PITT和EIS测试锂离子扩散系数的机理基本是一致的
其实早期利用间隙滴定的方法测试DLi+时，用到的电极都是二维的薄膜电极，其公式是由B-V公式+菲克定律推导来的，且都是基于二维的平板电极
这个很好理解，锂离子扩散延垂直平板的方向
而对于颗粒材料来看（下面是我的理解），以球形颗粒为例，化学反应后，由于扩散控制，锂离子在球表面和内部浓度不一致，呈现由内向外（脱锂）或者由外向内（嵌锂）的扩散，那么从整个球体来看，应该没有宏观上的电流定向移动。所以，个人认为这是基于平板电极得到的计算DLi+公式应该并不适应与该公式。