锂离子电池电化学方法估算固态 Li$^+$ 扩散系数的有效性
化学物理
2021-10-18 v1
摘要
电极活性材料的固态扩散系数是锂离子电池建模中的关键参数之一。传统上，该扩散系数通过恒流间歇滴定技术 (GITT) 进行估算。在这项工作中，通过黑盒测试方法研究了 GITT 和一种更快的替代技术——间歇电流中断 (ICI) 的有效性。使用带有 LiNiMnCoO 电极参数的 Doyle-Fuller-Newman 模型作为真实电池系统的相当忠实的表示，并模拟了 GITT 和 ICI 实验以提取扩散系数。使用本文中的参数，结果表明，与作为模拟模型输入的值相比，GITT 和 ICI 方法都能很好地识别固态扩散系数。ICI 方法允许更频繁的测量，但实验时间比执行 GITT 测试所需的时间少 85%。不同的拟合方法和拟合长度会影响估算精度，但影响不显著。此外，更薄的电极、更高的 C 倍率和更大的电解质扩散系数将导致估算出更高的固态扩散系数，通常更接近目标值。
引用
@article{arxiv.2110.07724,
title = {Validity of solid-state Li$^+$ diffusion coefficient estimation by electrochemical approaches for lithium-ion batteries},
author = {Zeyang Geng and Yu-Chuan Chien and Matthew J. Lacey and Torbjörn Thiringer and Daniel Brandell},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.07724},
year = {2021}
}