cv法测试扩散系数1
扩散系数
图2-3 （b）Li4Ti5O12膜中，电位从1.44V变化到1.46V并恒定过程中，电 流随时间变化的曲线 log i vs. t (◊——实验值，--拟和值)[3]
（ 4 ）电位弛豫法（Potential Relax Technique, PRT）
电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ弛豫：在电池与外界无物质和能量交换的条件下研究
电极电势随时间的关系。一般是在恒流充（或放）到一定 容量下来测得。 电位弛豫技术的公式如公式（7）所示[4]
2 ln exp F 1 ln N - 2 DLi t d RT
(t L2 D )
（2-7）
其中，φ∞为平衡电极电位，φ为初始电位，R为气体常数(8.31 J· mol-1· K1)，T温度，d为活性物质的厚度，D 为Li在电极中的扩散系数，t为电 Li 位达到平衡时的时间。
化学扩散系数：扩散过程伴随着固相反应，此时扩
散系数具有反应速度常数的含义，称为化学扩散系 数。
（例：O在Fe3O4中的扩散、Li在TiS2中的扩散等）
《固体离子学》工藤彻一、笛木和雄著，董治长译，北京工业大学出版社；
关于本节题目的说明：
为何是“锂”而不是“锂离子”？
从所查阅的文献来看，既有使用“锂离子”
2
（6）
其中，i为电流值，t为时间，△Q为嵌入电极的电量，DLi为Li 在电极中的扩散系数，d为活性物质的厚度。
[3] Journal of Solid State Chemistry 177(2004) 2094-2100
一种快速测定气体在液体中溶解度和扩散系数的系统及方法[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811067919.7(22)申请日 2018.09.13(71)申请人 清华大学地址 100084 北京市海淀区清华大学(72)发明人 张吉松 周才金 蓝敏乐 (74)专利代理机构 北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246代理人 张文宝(51)Int.Cl.G01N 13/00(2006.01)(54)发明名称一种快速测定气体在液体中溶解度和扩散系数的系统及方法(57)摘要本发明属于化学、化工和环境技术领域，公开了一种快速测定气体在液体中溶解度和扩散系数的系统和方法。
该系统包括液体输送泵、气体质量流量计、套管膜接触室、水浴和背压。
该方法包括以下步骤，将液体通过输送泵通入套管膜反应器液体流路中，从气源来的气体通过气体质量流量计通入套管膜接触室的气体流路中，在套管膜接触室中气体通过膜溶解到液体中，套管膜接触室浸没在水浴中控制温度，气体流路的压力通过气源的减压阀控制，液体流路的压力通过背压阀控制，系统稳定后读取气体质量流量计的示数，计算得到气体在液体中的溶解度。
改变液体流速，得到不同液体流速下的气体流量计示数，通过模型拟合，计算得到气体在液体中的扩散系数。
本方法具有装置简单、操作方便、测定迅速等优点。
权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 109100269 A 2018.12.28C N 109100269A1.一种快速测定气体在液体中溶解度和扩散系数的系统，其特征在于：该系统包括液体输送泵(1)、套管膜接触室(2)、气体质量流量计(3)、水浴(4)和背压阀(5)；其中，所述液体输送泵和套管膜接触室及背压阀串联连接，所述气体质量流量计连接至套管膜接触室，所述套管膜接触室浸没在水浴中。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的液体输送泵为注射泵、高压平流泵或其他能提供稳定流速的泵。
cv计算锂离子扩散系数
cv计算锂离子扩散系数
计算锂离子扩散系数需要考虑多个因素，包括电极材料、电解质种类、温度和电池电压等。
一般可以使用以下公式来计算锂离子扩散系数（D）：
D = ε* D0 * exp(-Ea/RT)
其中，ε表示电解质的介电常数，D0表示离子在理想气体状态下的扩散系数，Ea表示激活能，R为气体常数，T为温度（单位均为国际单位制）。
根据该公式，我们可以得知，在提高温度和电池电压的情况下，锂离子扩散系数会增加。
另外，还可以使用一些实验方法来测定锂离子扩散系数，例如恒电流充放电法、恒电压充放电法、交流阻抗谱等。
这些实验方法可以得到更精确的锂离子扩散系数数据。
磷酸铁锂正极材料中锂离子扩散系数的测定
磷酸铁锂正极材料中锂离子扩散系数的测定任冬燕;任东兴;李晶;宋月丽【摘要】通过碳热还原法制备了磷酸铁锂正极材料,并采用恒电位阶跃法测定了磷酸铁锂正极材料在不同电位和循环次数下的锂离子扩散系数,通过XRD对循环前后磷酸铁锂材料的晶体结构进行了表征,并对磷酸铁锂材料的失效模式进行了简单的分析。
结果表明：LiFePO4在充放电过程中锂离子扩散系数随Li含量的增大,呈现先增大后略微降低的规律。
随着充放电循环次数的增多,LiFePO4中Li＋的固相扩散系数值明显下降。
%LiFePO4 cathode materials was prepared by carbothermal reduction reaction.The potentiostatic intermittent titration technique（PSAC） was used to examinate the Li＋ion diffusion coefficient of LiFePO4 cathode materials at different voltage and at differentcharge/discharge cycles.The structure of LiFePO4 was studied before and after charge-discharge cycles by XRD technique.And preliminary failue anlysis of LiFePO4 was also conducted.The results indicated that the Li＋diffusion coefficient may increse at first then reduced with the increase of Li＋ contents.The Li＋ diffusion coefficient reduced tendency with the increase of cycle number.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2012(040)015【总页数】3页(P108-109,112)【关键词】磷酸铁锂;锂离子扩散系数;恒电位阶跃;循环性能【作者】任冬燕;任东兴;李晶;宋月丽【作者单位】绵阳职业技术学院材料工程系,四川绵阳621000 金川集团股份有限公司,甘肃金昌737100;金川集团股份有限公司,甘肃金昌737100;西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621000;西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621000【正文语种】中文【中图分类】TB34锂离子电池是我国能源领域重点支持的高新技术产业，特别是以磷酸铁锂为正极的锂离子电池，因其高可逆容量、高安全性、优异循环性能和高能量密度等性能备受人们的重视，成为动力电池的首选［1－3］。
扩散系数_精品文档
图 4 （b）MCMB样品脱嵌到0.1489V的电位弛豫曲线
做ln[exp(φ∞-φ)F/RT-1]对t的曲线如图5所示, 对其后面部 分做线性拟和，将所得的斜率带入公式7，即可求得扩散系数 的值。
图 5 从图4曲线得到的ln[exp(φ∞-φ)F/RT-1]～t曲线
（ 4 ）电位弛豫法（Potential Relax Technique, PRT）
▪ 电位弛豫：在电池与外界无物质和能量交换的条件下研究
电极电势随时间的关系。一般是在恒流充（或放）到一定
容量下来测得。
电位弛豫技术的公式如公式（7）所示[4]
▪
ln e x p R TF 1 ln N -d 2 2D L it
《固体离子学》工藤彻一、笛木和雄著，董治长译，北京工业大学出版社；
关于本节题目的说明：
为何是“锂”而不是“锂离子”？
▪ 从所查阅的文献来看，既有使用“锂离子”
也有用“锂”的，没有统一的说法。
▪ 一般认为，锂离子是在穿过SEI膜之后才与
电子发生作用的，之后才发生固相中的扩 散过程。可以理解成离子的扩散，也可以 理解成原子的扩散。为统一起见，本课程 统称“锂”。
4.4 锂离子电池中锂的固相 化学扩散系数的测量
The estimation of chemical diffusion coefficient of lithium in
lithium ion battery
4.4.1 测量化学扩散系数的意义
▪ 锂的嵌入/脱嵌反应，其固相扩散过程为一
缓慢过程，往往成为控制步骤。
▪ 扩散速度往往决定了反应速度。 ▪ 扩散系数越大，电极的大电流放电能力越
CV、EIS以及如何计算锂离子电池扩散系数
CV、EIS以及如何计算锂离子电池扩散系数■ 仁循环伏安法2.交流阻抗法. 3.扩散系数循环伏安法在一定扫描速率下，从起始电位正向扫描到转折电位期间，电极中活性物质被氧化，产生氧化电流；当负向扫描从转折电位变到原起始电位期间，电极中活性物质被氧化，产生还原电流。
循环伏安法所以判断循环伏安图上的峰是氧化峰还是还原峰.并不是看峰电流是正还是负，而是看扫描电位的变化。
电位从低到高是氧化过程，亦称为正向扫描(positive)；从高到低是还原过程，亦称为负向扫描(negative) »循坏伏安法Cyclic Voltammetry Parameters讽EM ........... |2 -------- ---------- 初始电位，设定的起始电压HighEM .......... [0 -------- ---------- ＞高电位，电压窗口的最高电压LowE (V) ........ [0 ---------- 低电位，电压窗口的最低电压FinalEM ......... |o ---------- 截止电位，设定的终止电压ImtoalScanPoiarty........ jNegative --- ＞扫描方向，第一步是正向还是负向Scan Rate (V/$) . [ol ---------- 扫描速度，一般0.0001 V/sSweep Segments .. 2 ■•扫描段数，两段是〜圈Sam^JeInterval (V) -------------------- R而＞响应间隔，隔多少V出一个点Qu^Hrnehec) ..... [2 ---------- 静置时间，测量前体系静置多长时间STy(AM .......... [2006耳 ------------ 灵敏度，可以理解为纵坐标的量程厂Auto Sens i Scm Rate <- 0 01 VA----- 自动关敏度厂Enable Final E厂Aimkary Signal Recording循坏伏安法对于可逆性好的体系，设定的时候初始设定为开路电压，为了得到闭合环，所以截止电压和初始电压一样。
锂离子扩散系数的测定方法
锂离子扩散系数是指锂离子在电池材料中的运动速度，是电池性能的重要参数。
常用的锂离子扩散系数测定方法有：
1.传统的电化学扩散系数测量方法，主要是通过电化学阻抗谱（EIS）
和循环伏安法（CV）来测量扩散系数。
2.恒电流伏安法（GITT），通过在不同恒定电流下测量电池电动势差
来确定扩散系数。
3.恒电动势伏安法（GSE），通过在不同恒定电动势下测量电流来确
定扩散系数。
4.电化学探针显微镜技术，通过对电池材料表面的锂离子运动进行
实时监测来确定扩散系数。
5.数值模拟，通过对电池材料的数学模型进行模拟计算来确定扩散
系数。
这些方法各有其优缺点，选择哪种方法取决于实验条件，研究目的和对精度的要求。