锂离子电池的电化学阻抗谱分析

摘要：

电化学阻抗谱(EIS)是研究电极/电解质界面发生的电化学过程的最有力工具之一,在过去的20多年中,EIS被广泛应用于锂离子电池研究和生产领域,包括研究电极界面反应机理和容量衰减机制,测定相关电极过程动力学参数和电池的健康状态、荷电状态以及电池的内阻.本文分析了锂离子电池中电极极化过程包含的3个基本物理化学过程——电子输运、离子输运和电化学反应过程,探讨了每一基本物理化学过程包含的步骤及其EIS谱特征,详细论述了与电子输运相关的基本物理化学过程——接触阻抗和感抗产生的机制;介绍了多孔电极理论及其在锂离子电池中的应用,阐述了基于多孔电极理论进行阻抗谱数值模拟的建模原理与方法.综述了石墨、硅、二元3d过渡金属氧化物、LiCoO2、尖晶石LiMn2O4、LiFePO4、尖晶石Li4Ti5O12、过渡金属氟化物材料等电极的典型阻抗谱特征和各时间常数的归属问题.最后讨论了EIS现存的问题及未来的发展方向.

关键词：锂离子电池、电化学阻抗谱、多孔电极、数值模拟

所属期刊栏目：32

分类号：O646;O657.1;TM911(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费专项

在线出版日期：2020-08-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共31页

页码：761-791