《表2 利用CV测得的锂离子电池电极材料中锂离子扩散系数[25]Table 2 Li-ion diffusion coefficient of Li-ion battery electrode mat

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《锂电池研究中的循环伏安实验测量和分析方法》

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YU等[24]利用CV对Li Fe PO4材料脱嵌锂离子动力学性能进行了详细的研究，使用金属锂作为辅助电极与参比电极的三电极体系，使用PGZ301Volta-Lab电化学工作站测量，如图9所示。峰值电流Ip随v成线性关系说明该体系为可逆体系[图9（a）和9（b）]，随着电极极片负载量的增加，电化学反应极化增大，由可逆反应转变为准可逆反应，说明电极材料内部电导限制了材料的动力学性能[图9（c）]。在本研究中使用可逆模型根据Randle-Sevick方程对Li Fe PO4的CV曲线进行拟合，由峰值电流、扫速、本体浓度以及电极面积可以得到充/放电过程中锂离子表观扩散常数、电极电阻以及锂离子扩散活化能等反应动力学特性的重要参数，从而对材料的改性效果进行评价。在所有的CV曲线中，初始电流与电位均呈线性关系，将电流-电位曲线斜率的倒数定义为RCV。研究发现，RCV不随电极中导电添加剂组成的变化而变化，这意味着RCV与电极的电子电导无关。但是，RCV随温度的增加而明显减小[图9（d）]，这意味着RCV可能受电池内部锂离子传递速率控制，包括锂离子的体相扩散速率以及活性物质颗粒与电解液界面传递速率。最终测得Li Fe PO4材料中Li+的平均扩散系数为1.8×10-14~2.1×10-14cm2/s。采用CV测得的不同电极材料的表观化学扩散系数见表2。但是仔细考虑上述测试，CV测量表观化学扩散系数也是假设电化学反应主要是浓度梯度驱动。磷酸铁锂的反应机理是一维离子输运下耦合的相边界驱动，浓度梯度在空间上的分布仅仅局限在相边界，并非真正意义上空间连续分布的浓度梯度下驱动的电化学反应，获得的动力学信息的确可以反映电化学动力学，具有扩散系数的量纲和物理意义，但不是严格的基于扩散控制下的表观化学扩散系数。