测定Li^+扩散系数的几种电化学方法
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。
锂离子固相扩散系数
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15
说明：
1. 实部或虚部阻抗数据要从波特图（lg │Z│—lgω ）的数据中获取。
2. (dE)/(dx)要自己取，即充放电到不同含 锂量下，测稳定的开路电位。之后用开路电位 对锂含量作曲线，在所选择的测量状态x下取斜 率即可。
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（3）恒电位间歇滴定法（Potentiostatic Intermittent Titration Technique, PITT）
▪ 锂在固相中的扩散过程（嵌入/脱嵌、合金
化/去合金化）是很复杂的，既有离子晶体 中“换位机制”的扩散，也有浓度梯度影 响的扩散，还包括化学势影响的扩散。 “化学扩散系数”是一个包含以上扩散过 程的宏观的概念，目前被广为使用。
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6
锂的扩散系数测量主要有如下一些方法：
▪ 循环伏安法（Cyclic Voltammetry, CV）
▪ 恒电流间歇滴定法（Galvanostatic Intermittent
Titration Technique, GITT）等等
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7
4.4.2 常用的测量方法
(1) 循环伏安法（Cyclic Voltammetry, CV）
对于扩散步骤控制的可逆体系，用循环伏安法测化学扩 散系数如公式1和2所示[1]：
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
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1
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
锂离子电池中Li^(+)扩散系数的测定方法
锂离子电池中Li^(+)扩散系数的测定方法
周肇国;徐艳辉
【期刊名称】《电池》
【年(卷),期】2022(52)2
【摘要】锂离子扩散系数是衡量电极材料及电池性能的重要指标。
综述多种测定锂离子扩散系数的方法,包括恒电位间歇滴定法(PITT)、电化学阻抗谱(EIS)法、恒流间歇滴定法(GITT)、循环伏安(CV)法、容量间歇滴定法(CITT)、电位阶跃(PSCA)法、电流脉冲弛豫(CPR)法和电位弛豫法(PRT)等。
PITT、CITT和PRT只需一个参数;EIS法、GITT所需参数较多,结果精确度更高;CV法、PSCA法和CPR法数据处理简易。
上述方法都存在局限性,导致应用受到限制。
【总页数】5页(P213-217)
【作者】周肇国;徐艳辉
【作者单位】苏州大学沙钢钢铁学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM912.9
【相关文献】
1.纳米Li4Ti5O12中锂离子扩散系数的测定和解析
2.容量间歇滴定法测定LiCoO2中Li+的固相扩散系数
3.尖晶石Li4Ti5O12中锂离子的化学扩散系数的研究
4.Li 过量的层状结构锂离子电池材料Li1+xM1-xO2 (x≥0)——Ⅰ.LiAO2-
Li2BO3(A=Co,Ni,Cr…;B=Mn,Ti…)固熔体材料5.Li在液态Al中扩散系数的测定研究
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锂离子扩散系数的电化学测量方法课件
目 录
• 锂离子电池简介 • 电化学测量方法基础 • 锂离子扩散系数的测量原理 • 实验设计与操作 • 数据处理与分析 • 实验结果的应用与展望
contents
01
CATALOGUE
锂离子电池简介
锂离子电池的工作原理
锂离子电池通过锂离子在正负极之间的迁移实现充放电过程。
02
CATALOGUE
电化学测量方法基础
电化学测量方法的原理
测量原理
通过测量电极上电流或电 位随时间的变化，利用相 关公式计算锂离子的扩散 系数。
实验装置
包括电解池、恒电位仪、 恒流仪、数据采集系统等。
实验操作
将电极置于含有锂离子的 电解液中，施加一定的电 位或电流，记录相关电学 参数。
电极反应动力学基础
数据采集与处理系统
选择合适的数据采集与处理系统，用于实时 采集和记录实验数据。
实验步骤的设计与操作
准备电极和电解液
根据上述材料选择与准备要求，准备 好电极和电解液。
02
组装电解池
将电极和隔膜放入电解池中，加入电 解液，密封电解池。
01
03
启动实验
通过电化学工作站设置恒电位或恒电 流条件，启动实验。
D= MSD ，其中 D 为锂离子扩散 系数，M为锂离子迁移数，S为电 极表面积，D为锂离子在电极材 料中的平均自由程。
锂离子扩散系数的测量方法
交流阻抗法
通过测量电极系统的交流阻抗随 频率的变化，推算锂离子在电极
材料中的扩散系数。
恒电位阶跃法
通过测量恒电位阶跃下电流响应随 时间的变化，利用Cottrell方程计 算锂离子的扩散系数。
实验结果的展望
锂离子扩散系数的电化学测量方法
C Li t
DLi
2CLi x 2
（1）
式中：x是从Li+从电解质/电极材料 界面扩散进入电极的距离；
CLi+为锂离子扩散至x处的浓度；t为扩散时间； DLi+为锂离子扩散系数。 根据相关文献可解上述方程：
4
CLi (x,t) Cs (Cs C0 )
0
{ 1 sin[(2n 1)x]exp[
电路的阻抗：
Z
R
jCd
1 1
Rct 1/ 2 (1
j)
实部：
虚部：
EIS技术测定扩散系数机理
低频极限。当足够低时， 实部和虚部简化为：
消去，得：
Nyquist图上扩散控制表现为倾斜角 /4(45)的直线。
EIS技术测定扩散系数机理
在频率ω足够低时产生了浓度梯度，电极过程主要为扩散控制过程，电极电 位与反应物浓度符合能斯特方程。
目录
1
研究背景及意义
2 恒电流间歇滴定法
3 恒电位间歇滴定法
4
交流阻抗法
5
循环是扩散系数？
扩散：物质从高浓度向低浓度处传输，致
使浓度向均一化方向发展的现象。
扩散系数：单位浓度梯度作用下粒子的扩
散传质速度（Di）。
Fick第一律：Ji = - Di (dci/dx) Di 量纲：cm2 s-1
电极电势的振幅限制在10mV以下，更严格时为5mV以下。
EIS技术测定扩散系数过程
电极过程中的扩散过程会由于浓度极化而引起Warburg阻抗，电极过程 由电荷传递过程和扩散过程 共同控制，则电化学系统的等效电路可简单表示为：
其中：
RΩ — 电解液和电极之间的欧 姆电阻
AAAA-锂离子扩散系数的测定方法
收稿日期Received date :1998-10-21 收修改稿日期:1999-07-10 作者简介:王先友(1962年生),男(汉族),湖南省人,教授,博士后。
Biography :WANG Xian-you (born in 1962),m ale,profes sor,postdoctor .·综述·锂离子扩散系数的测定方法王先友1, 朱启安1, 张允什2, 袁华堂2, 阎 杰2, 宋德瑛2(1.湘潭大学化学化工学院,湖南湘潭411105; 2.南开大学新能源材料化学研究所,天津300071)摘要:锂离子电池在充/放电过程中,主要的电极反应是锂离子在正极或负极材料中的嵌入与脱嵌。
因此锂离子在正、负极材料中的扩散系数是一个重要的指标。
本文介绍了用电化学方法测定锂离子电池正负极材料中锂离子扩散系数的方法,重点讨论了电流脉冲驰豫技术(CPR )、交流阻抗技术(A C)、电位阶跃技术(PSCA )和恒电流间歇滴定技术(GI T T )等,并对这些技术的应用范围和特性进行了比较和讨论。
通过分析和讨论认为,当扩散是该电极过程的控制步骤时,CP R 技术、CIT T 技术和PSCA 技术是非常适用的;A C 技术可通过频率容易地区分电极过程的控制步骤,但用AC 技术求扩散系数只适用于阻抗平面图上有W ar bur g 阻抗的情况。
关键词:锂离子电池;扩散系数;电化学方法中图分类号:T M 912.9 文献标识码:A 文章编号:1002-087X (1999)06-0335-04Measurement of ch emical diffusion coefficient of lithiu m -ionin cathode an d anode materials of Li -ion batteriesWANG Xian-yo u 1,ZHU Qi-an 1,ZHANG Yun-shi 2,YUAN Hua-tang 2,YAN Jie 2,SONG De-ying2(1.College of Chemistry and Chemic al Eng ineer ing ,X iangtan Univ er sity ,X iang tan H unan 411105,China ;2.Institute of N ew Ene rgy M ater ial Chemistry ,Nankai Univ er sity ,Tianj in 300071,China )Abstract :The principal electr ode r eaction during charg e/dischar ge process for Li-ion batteries is intercala-tion and de -intercalation of lithium ion in /fro m cathode or ano de m aterials .T hus ,the chemical diffusion coefficient of Li -ion at catho de or ano de materials is an important parameter .Electro chem ical m ethods form easur ing the chemical diffusion coefficient o f lithium (D Li ),e .g .,the curr ent pulse r elax ation m ethod (CPR),the electrochemical im pedance spectroscopy method (AC),the po tential step chronoamper omtry m ethod (PSCA )and the galvanostatic interm ittent titr ation technique (GIT T )w ere rev iew ed .Evaluatio n ,compariso n and discussion of the electrochemical methods in term s o f the experim ental results and pr omo -ting R &D o f Li-ion batteries w er e put emphasis o n.According to the analysis and discussio n abo ve,theCPR ,GITT and PSCA methods can be used to determine the diffusion coefficient efficiently w hen diffusion w or ks as contro lling rate step of the electrode reaction .T ho ug h AC m ethod can easily distiguish the con-trolling rate step o f electrode reaction,it can only be used to determine the diffusion coefficient when im pedance plot has Warburg im pedance.Key words :Li -io n batteries ;diffusion coefficient ;electro chem ical method 锂离子蓄电池具有高的电压、高的能量密度和长的循环寿命,克服了锂一次电池存在安全性差、寿命短的不足,成为一种市场潜力很大的新型电池而引起人们的关注。
恒电流间歇滴定法测试锂离子扩散系数的方法
恒电流间歇滴定法测试锂离子扩散系数的方法下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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GITT方法测量锂离子电池活性物质Li扩散系数
GITT方法测量锂离子电池活性物质Li扩散系数Li+在活性物质内的扩散是一个重要的反应过程，也是锂离子电池内部化学反应的限制环节，因此Li+扩散系数是锂离子电池活性物质重要的一个参数，扩散系数对锂离子电池倍率性能有着重要的意义，恒电流间歇滴定法（GITT）是一种重要的扩散系数测定方法。
GITT方法假设扩散过程主要发生在固相材料的表层，GITT方法主要有两个部分组成，其中第一部分为小电流恒流脉冲放电，为了满足扩散过程仅发生在表层的假设，恒流脉冲放电的时间t要比较短，需要满足t< 2/D ，其中L为材料的特征长度 ，D 为材料的扩散系数；第二部分为长时间的静置，以让Li +在活性物质内部充分扩散达到平衡状态。
下图为一个典型的GITT测量扩散系数的过程，采用的电池为1.2mAh的扣式电池，正极材料为NCM，测试前首先将电池充电到100%SoC，然后按照0.1C放电15min，然后静置30min，每次放电大约相当于2.5%的SoC，因此总计能够进行40次循环，由于金属Li负极对于电池电压变化的影响非常小，因此测试过程中的电压变化主要来自于NCM材料，也就是说采用该方法得到的扩散系数主要反应正极材料NCM的扩散系数。
完成了测试后我们就需要利用上面得到的数据对NCM材料的扩散系数进行计算，这其中我们主要关心4个电压数据，一个是脉冲放电之前的电压 V0；一个是恒流放电瞬间电压V1，V0与V1之间的差值主要反应的是电池内部的欧姆阻抗和电荷转移阻抗等对电压变化的影响；一个是恒流放电结束时的电压V2，主要是由于Li+扩散进入到NCM材料内部引起的电压变化；一个是在静置后期的电压V3，这主要是Li+在活性物质内部进行再扩散，最终达到稳态导致的活性物质的电压变化。
根据上面得到的数据，以及费克第二定律我们可以采用下面所示的公式进行计算Li+在锂离子电池内的扩散系数。
上式中nM为摩尔数量，VM为摩尔体积，S为界面面积，t为放电脉冲持续时间，如果我们假设NCM颗粒为刚性小球，半径为Rs则上式可以转化为下式2。
锂离子扩散系数的测定及影响因素分析
锂离子扩散系数的测定及影响因素分析锂离子扩散系数是衡量锂离子在材料中传导的能力的一个重要参数。
它的大小可以反映出材料的电导率和锂离子的迁移能力。
锂离子扩散系数的测定方法有很多种，其中常用的有电化学恒流扩散法（DCDF）、热化学扩散法（HCD）和电化学动力学（EIS）等。
电化学恒流扩散法是利用电化学反应产生的电流来测定锂离子扩散系数的方法。
在这种方法中，将测试样品与电极接触，然后通过调节电流大小来控制电化学反应的速率。
随着电流的增大，锂离子的迁移速率也会增大，从而使得锂离子扩散系数也会增大。
热化学扩散法是利用材料在加热过程中锂离子的迁移来测定锂离子扩散系数的方法。
在这种方法中，将测试样品加热到一定温度，然后通过测量样品的温度和锂离子浓度的变化来计算锂离子扩散系数。
电化学动力学是利用材料在电化学反应过程中电流的变化来测定锂离子扩散系数的方法。
在这种方法中，将测试样品与电极接触，然后通过扫描电位的方式来进行电化学反应，并测量电流的变化。
由于锂离子扩散系数与电流有关，因此可以通过分析电流的变化来推算出锂离子扩散系数。
锂离子扩散系数受到许多因素的影响，其中包括材料的结构、温度、pH值、电解质浓度和电位等。
材料的结构对锂离子扩散系数有很大影响。
例如，当材料的结构越来越纳米化时，锂离子扩散系数就会越来越大。
这是因为纳米材料的晶界面积比较大，锂离子可以更容易地在晶界间扩散。
温度对锂离子扩散系数也有很大影响。
随着温度的升高，锂离子的运动能力会增强，因此锂离子扩散系数也会增大。
pH值也会对锂离子扩散系数产生影响。
当pH值变化时，材料中的锂离子会发生电荷转移，这会导致锂离子扩散系数的变化。
电解质浓度也会影响锂离子扩散系数。
当电解质浓度增加时，电解质分子会增多，这会使得锂离子的迁移能力变差，导致锂离子扩散系数变小。
电位也是影响锂离子扩散系数的因素之一。
当电位变化时，材料中的锂离子会发生电荷转移，这会导致锂离子扩散系数的变化。
测定Li_扩散系数的几种电化学方法
电位阶跃技术是电化学研究中的一种常用方法， 亦可用 于 测 定 锂 离 子 在 电 极 材 料 嵌 入 过 程 中 的 扩 散 系 数［６－８］。 该 方 法 简单易行， 只需从恒电位仪上给出电位阶跃信号， 记录电池在 电 位 阶 跃 过 程 中 暂 态 电 流 ｊ（ｔ） 随 时 间 ｔ 的 变 化 ， 根 据 ｊ（ｔ）－ｔ－ １／２ 曲 线 的 斜 率 即 可 计 算 锂 离 子 扩 散 系 数 ＤＬｉ。锂 离 子 在 正 极 材 料
式 中 ： Ｖｍ— —— 摩 尔 体 积 ； ｄＥ／ｄｘ— —— 电 压 － 组 成 曲 线 上 某 点 的 斜 率 ； ｎ— —— 电 荷 转 移 数 ； Ｆ— —— 法 拉 第 常 数 ； Ｓ— —— 电 解 液 与 电 极 之 间 的 接 触 面 积 ； ＤＬｉ— —— 锂 离 子 扩 散 系 数 ； Ｌ— —— 电 极 厚度。
所以：
式 中 ： ａ— ——粒 子 半 径 ； ｒ— ——粒 子 中 某 点 到 中 心 的 距 离 ； Ａ— ——粒 子 表 面 积 ； ｊ （ｔ）— ——扩 散 电 流 密 度 ； $— ——电 位 阶 跃 时 间。
式 中 ： Ｒ— —— 气 体 常 数 ； Ｔ— —— 绝 对 温 度 ； Ｃ— —— 电 极 中 锂 的 浓 度 ； 处 理 后 的 Ｗａｒｂｕｒｇ 系 数 公 式 避 免 使 用 ｄＥ／ｄｘ 值 ， 能 够 迅 速 、方 便 地 计 算 锂 离 子 在 电 极 材代 初 日 本 索 尼 公 司 率 先 推 出 商 品 化 的 锂 离 子 电 池 以 来， 由 于 其 具 有 工 作 电 压 高 、比 能 量 高 、无 污 染 、自 放 电 小 、循 环 寿 命 长 等 优 点 ， 被 大 量 应 用 于 移 动 电 话 、笔 记 本 电 脑 、摄 像 机 等 便 携 式 电 子 设 备 。锂 离 子 电 池 的 正 负 极 材 料 绝 大部分选用能够脱嵌锂离子的层状化合物， 充放电过程中的 主要步骤是锂离子在正负极材料中的脱出 ／ 嵌入， 因此测定 锂离子在正负极材料中的扩散系数具有非常重要的意义。测 定 Ｌｉ＋ 扩 散 系 数 的 电 化 学 方 法 主 要 有 交 流 阻 抗 技 术（ ＡＣ） ， 电 位 阶 跃 技 术（ ＰＳＣＡ） ， 恒 电 流 间 隙 滴 定 技 术（ ＧＩＴＴ） 和 电 流 脉 冲 驰 豫 技 术（ ＣＰＲ） 等 。本 文 将 对 各 种 方 法 的 特 点 进 行 比 较 和讨论。
锂电池Li扩散系数测量
实战案例 | CITT 法测量锂电池Li 扩散系数1、CITT 测试方法(1)锂电池先以0.2 C 5A(C5是表示5小时率放电容量)电流充电/放电一次，电压范围为:放电截止电压2.75V 、充电截止电压4.2V ，然静止1h 后测量开路电压U OCV ；(2)CITT 容量法测试以静止后的开路电压为起始测试电压，先恒流CC 充电至3.5V ，然后在3.5V 恒压充电至电流趋向于0（0.01 C 5A ），电池内部电化学环境趋于稳态；(3)重复步骤（2），逐步充电到4.2V 。
其中CC-CV 充电的电压间隔大小可根据情况调整，每一次CITT 容量测试完毕后，在0.2 C 5A 放电至2.75V ，然后再进行下一循环的CITT 测试。
21 h 的C/LiNiMnCoO2电池在0.2 C 5A 恒流充电电流下测得的一次CITT 曲线2、锂离子扩散理论模型本实验根据球形扩散模型,恒压-恒流充电容量比值q 可以表示为：q =ξ15−2ξ3∑1a j 2∞j=1EXP(−a j 2ξ) ……[ 公式1 ]ξ=R 2(D ∗t G)⁄ ……[ 公式2 ] ξ无量纲；R 为颗粒半径，cm ；t G 为恒流充电时间，s ；D 为固相扩散系数，cm2/s ；3、数据分析将[公式1]、[公式2]在不同q值范围内通过最小二乘法对ξ进行线性拟合，最后得到的D=f(q)的系列方程，只要测试出颗粒半径R、CC-CV充电容量比值q以及恒即可得到扩散系数D。
流充电时间tG注：天然石墨材料半径取11-12um，人造石墨16um，磷酸铁锂材料取5-6um，锰酸锂8um，NCM材料半径5-6um（具体要根据当时材料实际的数据）。
第五组_锂离子扩算系数的电化学测量方法
~i I 0 sin t 仅有扩散过程（忽略对流、电迁）
根据Fick第二定律
c D 2c t x2
求解Fick第二定律得：
初始条件：t=0， cx, o cO0 边界条件：x→∞， c,t cO0
I
0
sin t
nFDO
cO x
认为较好的组：第七组、第六组、第 三组、第十组、第十五组。
锂离子扩算系数的电化学测量方法
汇报：周天培 组员：孙琴，葛先进，唐攀飞， 胡亚东，吴栋
目录
1 研究背景及意义 2 恒电流间歇滴定法
3 恒电位间歇滴定法
4
交流阻抗法
5பைடு நூலகம்
循环伏安法
6
总结
研究背景
什么是扩散系数？
扩散：物质从高浓度向低浓度处传输，致
常用研究方法
恒电流间歇滴定法（Galvanostatic Intermittent
Titration Technique, GITT）等等
恒电位间歇滴定法（Potentiostatic Intermittent
Titration Technique, PITT）
电化学阻抗法（Electrochemical Impedance
C0为电极活性物质上锂离子的初始浓度； Cs为锂离子在电极表面的浓度。 而Li+在电解质/氧化物电极的界面的浓度梯度所决定的电流为：
C
I
(t)
Z
F
D Li
(
x
)
x0
（3）
技术原理
综合（2）、（3）式有：
I(t)
2ZFS(Cs
锂离子扩散系数的电化学测量方法
04
实验设计与操作
实验材料的选择与准备
01
锂离子电池
选择性能稳定、循环寿命长的锂离 子电池作为研究对象。
隔膜
选择具有良好离子传导性和机械强 度的隔膜，如聚烯烃隔膜。
03
02
电解液
选择合适的电解液，保证锂离子在 其中的高迁移率。
实验前准备
确保所有实验材料清洁、干燥，并 按照实验要求进行预处理。
04
锂离子扩散系数的测量意义
通过测量锂离子扩散系数，可以 评估电极材料的锂离子传导性能， 为电极材料的优化设计和改进提
供依据。
锂离子扩散系数的测量结果可以 用于电池性能的预测和模拟，有 助于深入理解电池的工作机制和
性能特点。
锂离子扩散系数的测量还有助于 电池制造过程的监控和质量控制，
提高电池的一致性和可靠性。
锂离子扩散系数的测量方法简介
电化学方法
通过测量电极材料在施加电场下的电流响应或电 位变化，利用相关公式计算锂离子的扩散系数。
核磁共振技术
利用核磁共振技术测量电极材料中锂离子的运动 速度，从而推算锂离子的扩散系数。
X射线衍射法
通过观察电极材料在充电过程中的结构变化，结 合锂离子的扩散行为，计算锂离子的扩散系数。
实验设备的选择与操作
电化学工作站
用于测量电池的电化学性能，如开路电压、 循环伏安曲线等。
恒温设备
保持实验温度恒定，试系统
用于控制电池的充放电过程，监测电池的电 压、电流等参数。
操作要求
熟练掌握各种设备的操作方法，确保实验数 据的准确性和可靠性。
实验步骤的设计与操作
恒电流间歇滴定法（GITT）
总结词
恒电流间歇滴定法是一种通过间歇地向电池充电或放电来测量锂离子扩散系数的方法。
测试锂离子扩散系数的
测试锂离子扩散系数的
，测试锂离子扩散系数的，（锂离子电池方面哦）主要的方法就是EIS+容量滴定，和PITT方法。
GITT以为测试在理论上存在不准确的问题.
循环伏安可以测试扩散系数，但主要是控制步骤的扩散。
电势阶跃也可以测试扩散系数，如果阶跃电势是极限扩散区，这个扩散系数只是溶液中的扩散。
EIS测试扩散系数，是通过测试扩散控制区对应的warburg阻抗，然后通过warburg阻抗系数西格玛，结合dE/dx值得到离子扩散系数
求D过程：由Z’’与1/(√w)的关系式：
Z’’= σ/(√w)+2σ*σCd，当w趋向于无穷时，Z’’与1/(√w)一定是通过原点的直线，即此直线的截距为零。
然后由图读出任意一条直线的斜率，即为Warburg系数σ。
再根据Warburg系数的关系式：σ=RT/（√2*n*n*F*FC√D）其中C为锂离子在材料中体相浓度，n为转移电子数，F为法拉第常数，而D即为扩散系数。
以磷酸铁锂为例，求解它的浓度，一个磷酸铁锂晶胞中有4个锂原子，而它的晶胞尺寸是
8.64×10-22cm3则C=4/（6.02*1023）/（8.64*10-22）=7.69*103mol/m3，ps:乘方打不出来将就下吧。
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。
循环伏安法测量LiFeP04薄膜电极中锂离子 表观化学扩散系数
锂离子电池中：电子 传输速度大于离子扩 散迁移速度，锂离子 在电解液相中的扩散 迁移速度远大于锂离 子在固体相中的扩散 迁移速度
锂离子在固体活性材 料颗粒中的扩散过程 往往成为二次锂电池 充放电过程的速率控 制步骤。
因此找到锂离子扩 散系数大的电极对 提高二次锂电池的 充放电倍率、功率 密度、内阻、循环 性和安程：
①测量电极材料 在不同扫描速率 下的循环伏安曲 线 ②将不同扫描速 率下的峰值电流 对扫描速率的平 方根作图 ③对峰值电流进 行积分，测量样 品中锂的浓度变 化 ④将相关参数带 入式(1)，即可 求得扩散系数
测量原理及过程测量电极材料在不同扫描速率下的循环伏安曲线测量电极材料在不同扫描速率下的循环伏安曲线将不同扫描速率下的峰值电流对扫描速率的平方根作图将不同扫描速率下的峰值电流对扫描速率的平方根作图对峰值电流进行积分测量样品中锂的浓度变化对峰值电流进行积分测量样品中锂的浓度变化将相关参数带入式将相关参数带入式1即可求得扩散系数即可求得扩散系数基本测量过程
循环伏安法测量LiFeP04薄膜电极中锂离子 表观化学扩散系数
引自储能科学与技术第4卷第1期2015年1月 《锂离子电池基础科学问题(Ⅻ)——电化学测量方法》
团队成员： 指导教师：
背景知识
循环伏安法是常见的电化学研究方法之一。在传统电化学中，常用于电极反应的 可逆性、电极反应机理(如中间体、相界吸／脱附、新相生成、偶联化学反应的性质 等)及电极反应动力学参数(如扩散系数、电极反应速率常数等)的探究。 典型的循环伏安过程为：电势向阴极方向扫描时，电活性物质在电极上还原产生 还原峰；向阳极方向扫描，还原产物重新在电极上氧化，产生氧化峰。因而一次扫 描，完成一个还原和氧化过程的循环，其电流--电压曲线称为循环伏安曲线。
锂离子扩散系数的电化学测量方法45页文档
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51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
锂离子扩散系数的电化学测量方法
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7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
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9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
测定Li_扩散系数的几种电化学方法
自 ２０ 世 纪 ９０ 年 代 初 日 本 索 尼 公 司 率 先 推 出 商 品 化 的 锂 离 子 电 池 以 来， 由 于 其 具 有 工 作 电 压 高 、比 能 量 高 、无 污 染 、自 放 电 小 、循 环 寿 命 长 等 优 点 ， 被 大 量 应 用 于 移 动 电 话 、笔 记 本 电 脑 、摄 像 机 等 便 携 式 电 子 设 备 。锂 离 子 电 池 的 正 负 极 材 料 绝 大部分选用能够脱嵌锂离子的层状化合物， 充放电过程中的 主要步骤是锂离子在正负极材料中的脱出 ／ 嵌入， 因此测定 锂离子在正负极材料中的扩散系数具有非常重要的意义。测 定 Ｌｉ＋ 扩 散 系 数 的 电 化 学 方 法 主 要 有 交 流 阻 抗 技 术（ ＡＣ） ， 电 位 阶 跃 技 术（ ＰＳＣＡ） ， 恒 电 流 间 隙 滴 定 技 术（ ＧＩＴＴ） 和 电 流 脉 冲 驰 豫 技 术（ ＣＰＲ） 等 。本 文 将 对 各 种 方 法 的 特 点 进 行 比 较 和讨论。
测 试 与 分 析 电源技术
测定 Ｌｉ＋ 扩散系数的几种电化学方法
丁燕怀 １， 张 平 １， 高德淑 ２ （ １． 湘 潭 大 学 土 木 工 程 与 力 学 学 院 ， 湖 南 湘 潭 ４１１１０５； ２． 湘 潭 大 学 化 学 学 院 ， 湖 南 湘 潭 ４１１１０５）
摘 要 ： 介 绍 了 测 定 锂 离 子 电 池 正 、负 极 材 料 中 锂 离 子 扩 散 系 数 的 电 化 学 方 法 。重 点 对 交 流 阻 抗 技 术（ ＡＣ ） 、电 位 阶 跃 技
１ 测试技术
１．１ 交流阻抗技术（ ＡＣ）
交流阻抗技术是电化学测试的重要方法之一， 已经在锂 离 子 电 池 研 究 中 得 到 了 广 泛 应 用［１－４］。该 方 法 具 有 频 率 范 围 广 、
循环伏安,交流阻抗和锂离子电池扩散系数(青苗教育)
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循环伏安法
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。扫描方向跟材料有关，第一步发生 氧化反应，也就是脱锂的，应该正向扫，也就是positive，反之negative。 这种设定方式多见于正极材料。
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循环伏安法
对于可逆性不好好的体系，如果按前法设定，循环伏安曲线不一定能 闭合，所以设定时初始直接根据第一步是还原还是氧化，设定成高电位或 者低电位，此时扫描方向等于已经确定了，就不用选。但是这样会在测量 初期有一段急速的充放电。这种设定方式多见于负极材料。
参考文献：
1.《电化学方法原理及应用》，Allen.J.Bard
2.《电化学测定方法》，腾岛.昭
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扩散系数
首先测量材料在不同扫描速率下的循环伏安图，然后将不同扫描速 率下的峰值电流对扫描速率的平方根作图。
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扩散系数
得到的只是表观的扩散系数。 由于电极面积很难求得准确值，因此得到的扩散系数只适合定性比较，
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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）。
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循环伏安法
初始电位，设定的起始电压 高电位，电压窗口的最高电压 低电位，电压窗口的最低电压 截止电位，设定的终止电压 扫描方向，第一步是正向还是负向 扫描速度，一般 0.0001 V/s 扫描段数，两段是一圈 响应间隔，隔多少V出一个点 静置时间，测量前体系静置多长时间 灵敏度，可以理解为纵坐标的量程