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Li+扩散系数的测定(六): 电位阶跃法(PSCA)

liuian 2024-12-03 16:33 23 浏览

电位阶跃法(PSCA)

PSCA法根据Fick第二定律，即Cottrell方程,推导得出DLi+，如式(12)所示：

式(12)中：j为扩散电流密度，即暂态电流；ts为电位阶跃时间。即：

PSCA法的优势在于操作简单，同时数据处理较简单。数据处理时，只需要记录电位阶跃过程中暂态电流j随ts-1/2的变化，求得斜率即可。

C.W.Liu等[1]采用悬浮混合法制备TiN改性的LiFePO4/C，利用PSCA测得各样品LFP/C、TiN-4、TiN-5和TiN-6(TiN-z中z指质量分数z%的TiN包覆LFP/C)的DLi+分别为7.01×10-6cm2/s、9.43×10-6cm2/s、22.00×10-6cm2/s和16.5×10-6cm2/s，即含5% TiN的样品表现出最佳的电化学性能。

此外，一些学者还采用了双电位阶跃(DPSC)法，相比PSCA，DPSC会在短时间内施加两个阶跃，使之前的电极反应产物回到原始状态，更有利于动力学分析。B. Gélinas等[2]研究基于三酰亚胺阴离子和2,5-二叔丁基-1,4-二甲氧基苯(DDB) 的电活性离子液体(RIL)作为Li4Ti5O12/LiFePO4锂离子电池过充保护添加剂的电化学性能，采用DPSC测定含10mmol/L 3-(2,5-二叔丁基-4-甲氧基苯氧基) 丙基磺酰 ( 三氟甲基磺酰) 亚胺 ([MIm] [DDB-pNTf])和 4-叔胺-丁基-2,5-二甲氧基苯基磺酰(三氟甲基磺酰)亚胺([BMIm] [MDB-NTf])的锂离子电池电解液的DLi+，分别为0.48×10-6cm2/s和0.47×10-6cm2/s。

参考：周肇国, 徐艳辉. 锂离子电池中Li+扩散系数的测定方法[J]. 电池, 2022, 52(2):5.

[1]LIU C W, AN J, GUO R S, et al. Enhanced electrochemical per- formance of LiFePO4/C cathode material modified with highly con-ductive TiN[J]. J Alloys Compd,2013,563:33-38.

[2]B Gélinas, Bibienne T , M Dollé, et al. Electroactive ionic liquids based on 2,5-ditert-butyl-1,4-dimethoxybenzene and triflimide anion as redox shuttle for Li4Ti5O12/LiFePO4 lithium-ion batteries[J]. Journal of Power Sources, 2017, 372:212-220.

文章来源：电池技术TOP+

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