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(1) 電子通過活性材料顆粒間的輸運、鋰離子在活性材料顆粒空隙間電解液中的輸運;
(2) 鋰離子通過活性材料顆粒表面絕緣層( SEI 膜) 的擴散遷移;
(3) 電子/ 離子導電結合處的電荷傳輸過程;
(4)鋰離子在活性材料顆粒內部的固體擴散過程;
(5)鋰離子在活性材料中的累積和消耗以及由此導致活性材料顆粒晶體結構的改變或新相的生成。
(1)?超高頻區域(10 kHz 以上)?,與鋰離子和電子通過電解液、多孔隔膜、導線、活性材料顆粒等輸運有關的歐姆電阻,在EIS 譜上表現為一個點,此過程可用一個電阻Rs表示;
(2 )?高頻區域,與鋰離子通過活性材料顆粒表面絕緣層的擴散遷移有關的一個半圓,此過程可用一個RSEI?/CSEI并聯電路表示。其中,RSEI即為鋰離子擴散遷移通過SEI 膜的電阻;
(3)?中頻區域,與電荷傳遞過程相關的一個半圓,此過程可用一個Rct /Cdl并聯電路表示。Rct為電荷傳遞電阻,或稱為電化學反應電阻,Cdl為雙電層電容;
(4)?低頻區域,與鋰離子在活性材料顆粒內部的固體擴散過程相關的一條斜線,此過程可用一個描述擴散的Warburg 阻抗ZW表示;?
( 5 )?極低頻區域( <0. 01Hz)?,與活性材料顆粒晶體結構的改變或新相的生成相關的一個半圓以及鋰離子在活性材料中的累積和消耗相關的一條垂線組成,此過程可用一個Rb?/Cb并聯電路與Cint組成的串聯電路表示。其中,Rb?和Cb?為表征活性材料顆粒本體結構改變的電阻和電容,Cint為表征鋰離子在活性材料累積或消耗的嵌入電容。
EIS測試是頻率范圍一般為10mHZ—10kHZ,振幅為5mV。所以得到的EIS圖一般為與實軸的一個焦點,即(1)中的歐姆電阻Rs,兩個半圓或一個半圓,以及一條45°左右的斜線。
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