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GFSHARON520

金虫 (著名写手)

[求助] 锂离子电池负极材料的半圆弧 已有1人参与

突然想到一个问题,在交流阻抗中,不是都认为发生了电化学反应才会产生半圆弧么?
那对于锂离子电池的负极材料,测试得到的交流阻抗图中有两个半圆弧,高频区的那个对应于锂离子穿过SEI膜的电阻,那么问题来了
此时锂离子穿过SEI膜时发生了什么电化学反应呢?求锂电高手解答。
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ywuweizi

版主 (著名写手)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
锂离子穿过SEI膜时没有发生电化学反应。
在锂离子电池充电过程中,锂离子在嵌合物电极中的脱出和嵌入过程包括以下五个步骤,:
步骤①:电子传输至活性材料表面及在活性材料颗粒间的传输、锂离子在电解液中的传输;
步骤②:锂离子通过活性材料颗粒表面SEI 膜的扩散迁移;
步骤③:电子与锂离子在导电结合处的电荷传输过程(或反应结合过程); 此过程发生电化学反应。
步骤④:锂离子在活性材料颗粒内部固体颗粒中的扩散过程;
步骤⑤:锂离子在活性材料中累积、消耗以及由此导致活性材料颗粒晶体结构的改变或新相的生成(由于测试频率限制,常见EIS图谱中该部分未测试)
2楼2016-11-07 15:59:53
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GFSHARON520

金虫 (著名写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by ywuweizi at 2016-11-07 15:59:53
锂离子穿过SEI膜时没有发生电化学反应。
在锂离子电池充电过程中,锂离子在嵌合物电极中的脱出和嵌入过程包括以下五个步骤,:
步骤①:电子传输至活性材料表面及在活性材料颗粒间的传输、锂离子在电解液中的传 ...

能把一个嵌锂反应说的这么清楚明了 受教了
二问:穿过SEI膜既未发生电化学反应 为何产生半圆弧  有无更合情理的解释呢
谢谢锂电大

发自小木虫IOS客户端
3楼2016-11-07 16:17:57
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GFSHARON520

金虫 (著名写手)

引用回帖:
3楼: Originally posted by GFSHARON520 at 2016-11-07 16:17:57
能把一个嵌锂反应说的这么清楚明了 受教了
二问:穿过SEI膜既未发生电化学反应 为何产生半圆弧  有无更合情理的解释呢
谢谢锂电大
...

牛。
三问:低频区代表扩散的斜线代表 哪一段的扩散呢?
如您所述,共有三段扩散过程,分别是溶液本体到SEI膜表面, SEI膜到电极材料本体表面 , 以及锂离子在电池材料内部的扩散。
见到很多人通过交流阻抗图谱求锂离子扩散系数的,十分疑惑这个扩散系数究竟指的哪一个过程。再次非常感谢!

发自小木虫IOS客户端
4楼2016-11-07 16:23:06
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ganchuanhai

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
3楼: Originally posted by GFSHARON520 at 2016-11-07 16:17:57
能把一个嵌锂反应说的这么清楚明了 受教了
二问:穿过SEI膜既未发生电化学反应 为何产生半圆弧  有无更合情理的解释呢
谢谢锂电大
...

关于半圆弧的产生,不是电荷转移步骤所特有的。这里涉及到等效电路,半圆弧阻抗是由一个电阻和一个电容并联产生的;如果电阻和电容串联,产生的就是阻抗直线。锂穿过SEI虽然没有电荷转移,但是SEI等效于电阻和电容并联。看这个贴子问的时间是2016年,不知提问者是否早就弄明白这个问题了。
我看过很多电化学书籍,不管中英文的,其实没几本书把阻抗谱根本性的东西讲明白,甚至有的授课老师可能也没完全理解阻抗原理。
5楼2021-01-10 21:57:37
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