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国内外的锂电大牛有哪些?电池或电化学的国内外经典书籍有哪些

2025-06-13 16:40:49 | 苍穹网

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国内外的锂电大牛有哪些?电池或电化学的国内外经典书籍有哪些

锂电池电化学阻抗谱(EIS)研究综述

电化学阻抗谱(EIS)是锂离子电池性能研究中重要的测量手段。本文综述了EIS动力学参数随SOC、充放电倍率、温度等影响因素的变化规律,并探讨了EIS在锂离子电池状态检测中的应用。同时,展望了EIS在锂离子电池研究上的发展方向。

电化学阻抗谱(EIS)是一种无损参数测定和有效电池动力学行为测定方法。通过在电池系统施加频率为w1的小振幅正弦波电压信号,观察系统产生的频率为w2的正弦波电流响应,计算激励电压与响应电流的比值,从而得到电化学系统的阻抗谱。EIS具有广泛的实用性,其测试方法可以从很低频率扫描(几μHz)到很高频率(几MHz),适用于电化学界面反应的研究。

锂离子电池是一个复杂系统,可简化为一个包含电阻、电感和电容的电路系统。等效电路模型的建立有助于模拟电化学系统中的变化过程,常用模型包括欧姆电阻(Rb)、SEI膜的电阻和电容(Rsei和Csei)、电荷传递电阻(Rct)、电双层电容(Cdl)和Warburg阻抗(W)等。

当前研究主要集中在EIS在SOC预测、电极材料分析、锂离子脱嵌过程和固体电解质膜研究等方面的应用。研究发现,欧姆电阻受SOC、温度、倍率等因素影响较小,而电荷传递电阻和扩散阻抗受这些因素的影响明显。等效电路模型的建立有助于理解阻抗变化与影响因素之间的关系。

在SOC的影响下,欧姆阻抗保持不变,电荷转移阻抗和扩散阻抗随SOC变化。电荷传递阻抗和扩散阻抗的变化趋势在不同SOC区间有所不同。在温度影响下,电化学极化阻抗减小,SEI膜破坏与电解液反应导致阻抗谱震荡。温度的升高使界面阻抗和电荷转移阻抗变小,电池副反应加剧。在充放电倍率影响下,小电流充放电对电池阻抗影响较小,大电流充放电增加中频部分半圆,电荷传递阻抗增大。低充放电率降低中高频范围内循环对阻抗的影响,但对阻抗谱低频成分影响显著。

在SOH影响下,电池老化状态主要表现为电化学极化阻抗和浓差极化阻抗增大。使用EIS研究电池老化特征,提出了梯次利用锂离子电池以延长寿命的方法。通过对比新旧电池的阻抗谱曲线,发现使用后的电池性能衰退与电化学极化阻抗和浓差极化阻抗增大有关。控制充放电倍率可以有效控制极化程度,延长电池寿命。

研究展望方面,未来工作需要进一步探索阻抗与影响因素之间的相关性和函数关系,以及在电池模块和电池包上的应用。同时,提高EIS在锂离子电池性能研究中的应用范围,为选择一致性良好的电池提供指导。综合国内外的研究成果,电化学阻抗谱在锂离子电池研究中具有广泛的应用前景和重要的理论价值。

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