利用计时电流法快速测量并定量分析电池电极的倍率性能
化学物理
2019-11-28 v1
摘要
对于电池电极，随着充放电电流增大，测得容量发生衰减。此类倍率性能从实用角度看十分重要，通常经由恒电流充放电测量来表征。然而，此类测量非常缓慢，限制了在给定项目中实际可行的倍率实验数量。在需要大量倍率测量的机理研究中，这是一个特别的问题。在此，基于Heubner等人的工作，我们展示了计时电流法（CA）作为一种相对快速的方法，可测量容量-倍率曲线，获得低至0.01C以下倍率的数百个数据点。虽然Heubner等人报道了将电流瞬态转换为容量对C-倍率曲线的方程，我们修改了这些方程，使容量作为充放电速率R的函数。我们表明，此类表达式可与基本模型结合，得到可拟合容量对C-倍率以及容量对R数据的简单方程。我们证明这些方程可在正常实验倍率范围内准确拟合实验数据。然而，我们也观察到，在高倍率下，由CA获得的曲线偏离正常行为，显示出一种新的、此前未观测到的衰减特征。我们将该特征与电流瞬态的最早部分相关联，其中电子运动主导电流。利用简单模型，我们表明高倍率时间常数对电极厚度的依赖可与电极电导率相联系。
引用
@article{arxiv.1911.12305,
title = {Using chronoamperometry to rapidly measure and quantitatively analyse rate-performance in battery electrodes},
author = {Ruiyuan Tian and Paul J. King and Joao Coelho and Sang-Hoon Park and Dominik V Horvath and Valeria Nicolosi and Colm ODwyer and Jonathan N Coleman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.12305},
year = {2019}
}