基于容量参数的二次电池嵌入型电极材料固相扩散系数的测定方法

介绍了一种以容量参数为主变量的测定锂二次电池中电极材料固相扩散系数的方法.该方法只需颗粒半径这一辅助参数,通过球型扩散模型建立了恒流-恒压充电容量(RPG)比,进一步发展成为容量间歇滴定技术(CITT).采用RPG法可在较宽的电压范围内测定嵌入型电极材料的平均固相扩散系数,实验结果重现性好.由RPG法测得0～1.5 V时锂离子在石墨电极中的平均固相扩散系数值为1.055×10-10cm2/s.由CITT技术测得锂离子在LiMn2 O4中的固相扩散系数在3.95 V和4.12 V左右存在个两个极小峰,且随着循环次数的增加,扩散系数值逐渐增大.

用昂萨格唯象关系估算嵌入型电极材料中锂离子表观扩散系数

锂离子嵌入型电极材料中锂离子和电子会在二者电化学位梯度的推动下流动,锂离子的＂嵌入＂和＂脱出＂涉及锂离子和电子在电极材料中的扩散过程。导出了用著名的昂萨格唯象关系估算的等温条件下锂离子表观扩散系数和电子表观电导率的计算通式,并给出在磷酸铁锂（LixFe-PO4）正极中锂离子表观扩散系数D＊1的估算实例。计算结果表明：D＊1随嵌入度x的变化,主要是由于系统内部电场对浓度场的影响所造成的,而与离子流和电子流之间的相互作用关系不大。在x很小、电极材料组成接近FePO4相时D＊1值很大,如在x=0.01处D＊1的计算值为10-12cm^2.s^-1,但随着x的增加D＊1值急剧下降;在x=0.1-1.0之间,D＊1值下降趋缓,约为10-13-10^-14cm2.s^-1,其均值约为8×10-14cm2.s^-1;当x=1.0且电极材料组成为LiFePO4相时,D＊1值最低,约为2×10^-14cm2.s^-1。

氟离子穿梭电池研究进展

氟离子电池(FIB)作为一种新型储能电池体系,其研究虽处于起步阶段,但凭借高的能量密度、较宽的电化学窗口、电荷传输离子良好的迁移动力学等优点吸引了越来越多科学家的注意。获得高性能FIB的难点在于允许F−在电化学反应过程中快速传输的电解质的研发以及实现氟基电化学反应的电极材料的研制。本文综述了自2011年首次证明可充FIB的可行性以来FIB的电解质和电极材料的研究进展,特别针对已开发的固态电解质、液态电解质、转换反应型电极材料和嵌入反应式电极材料进行了介绍。这些研究成果阐述了不同类型固态电解质的离子传导机理,解决了氟化物盐难溶、FIB长期以来只能在高温下运行的难题,指出了造成循环过程中容量衰减的关键因素。