Theory of Impedance Spectroscopy for Lithium Batteries

电解质 介电谱 等效电路 电极 锂(药物) 离子 电阻抗 对流 材料科学 化学 电化学 分析化学(期刊) 机械 物理 电压 物理化学 色谱法 医学 有机化学 量子力学 内分泌学
作者
Fabian Single,Birger Horstmann,Arnulf Latz
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:123 (45): 27327-27343 被引量:80
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.9b07389
摘要

In this article, we derive and discuss a physics-based model for impedance spectroscopy of lithium batteries. Our model for electrochemical cells with planar electrodes takes into account the solid–electrolyte interphase (SEI) as a porous surface film. We present two improvements over standard impedance models. First, our model is based on a consistent description of lithium transport through electrolyte and the SEI. We use well-defined transport parameters, e.g., transference numbers, and consider convection of the center-of-mass. Second, we solve our model equations analytically and state the full transport parameter dependence of the impedance signals. Our consistent model results in an analytic expression for the cell impedance including bulk and surface processes. The impedance signals due to concentration polarizations highlight the importance of electrolyte convection in concentrated electrolytes. We simplify our expression for the complex impedance and compare it to common equivalent circuit models. Such simplified models are good approximations in concise parameter ranges. Finally, we compare our model with experiments of lithium metal electrodes and find large transference numbers for lithium ions. This analysis reveals that lithium-ion transport through the SEI has solid-electrolyte character.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
Anzu完成签到,获得积分10
1秒前
Hello应助clp采纳,获得10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
小马甲应助Sean采纳,获得10
2秒前
大个应助小饼干采纳,获得10
4秒前
阳佟怀绿发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
hope发布了新的文献求助10
5秒前
sansan发布了新的文献求助30
5秒前
6秒前
6秒前
NN发布了新的文献求助30
7秒前
浮游应助王倩颖采纳,获得10
7秒前
阿宝发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
boom完成签到,获得积分10
8秒前
七月流火应助辛勤的飞烟采纳,获得100
8秒前
爆米花应助阿发采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
帅气剑通完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
科研通AI6应助高挑的代男采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
阳佟怀绿完成签到,获得积分10
10秒前
烤冷面应助SADHIASK采纳,获得10
11秒前
害群之马先生完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
gi发布了新的文献求助10
11秒前
wooooo完成签到,获得积分10
11秒前
阿燕发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
HH发布了新的文献求助10
12秒前
汉堡包应助jackdawjo采纳,获得10
12秒前
怎么说发布了新的文献求助10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
NMR in Plants and Soils: New Developments in Time-domain NMR and Imaging 600
Electrochemistry: Volume 17 600
La cage des méridiens. La littérature et l’art contemporain face à la globalisation 577
Practical Invisalign Mechanics: Crowding 500
Practical Invisalign Mechanics: Deep Bite and Class II Correction 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4954587
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4216910
关于积分的说明 13121342
捐赠科研通 3999090
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2188637
邀请新用户注册赠送积分活动 1203758
关于科研通互助平台的介绍 1116092