لي + نشر في المادة الفعالة هي عملية رد فعل مهمة، ولكن أيضا الحد من بطارية ليثيوم أيون عنصر تفاعل كيميائي الداخلية، لذلك لي + معامل الانتشار هو معلمة هامة من بطارية ليثيوم أيون المادة الفعالة، ومعامل انتشار معدل بطارية ليثيوم القدرة أيون له أهمية 4. معنى المعايرة المتقطعة الحالية المستمرة (GITT) هو طريقة مهمة لتحديد معامل الانتشار.
يفترض أسلوب GITT أن عملية الانتشار يحدث في المقام الأول في الطبقة السطحية، والمواد الصلبة مرحلة GITT اثنين من المكونات الرئيسية، حيث الجزء الأول هو ثابت التفريغ نبض الحالية صغيرة، من أجل إرضاء عملية الانتشار يحدث فقط في الطبقة السطحية من المفترض والتفريغ نبض ثابت الجاري الوقت ر هو أقصر ، وتحتاج إلى تلبية ر< 2/D , 其中L 为材料的特征长度 , D 为材料的扩散系数; 第二部分为长时间的静置, 以让Li + 在活性物质内部充分扩散达到平衡状态.
ويوضح الشكل التالي قياس عملية نموذجية GITT معامل الانتشار، البطارية المستخدمة هي خلايا زر 1.2mAh، والمواد الكاثود NCM، أولا شحن البطارية إلى 100٪ شركة نفط الجنوب قبل الاختبار، ثم اتبع 15min التفريغ 0.1C، ثم سمح للوقوف 30min في كل ما يعادل التفريغ إلى حوالي 2.5٪ من شركة نفط الجنوب، وبالتالي ما مجموعه 40 دورات لا يمكن أن يؤديها، لأن تأثير تغير الجهد في بطارية ليثيوم معدن القطب السالب هو صغير جدا، وتغيير الجهد أثناء الاختبار NCM أساسا من المواد، أي يعكس معامل الانتشار المتحصل عليه بهذه الطريقة بشكل أساسي معامل الانتشار للمادة الكهربائية الإيجابية NCM.
بعد الانتهاء من الاختبارات التي تحتاج إلى استخدام البيانات التي حصلت عليها معامل الانتشار أعلاه يتم احتساب المواد NCM، والتي نحن قلقون أساسا مع أربعة بيانات الجهد، قبل نبض تصريف الجهد V0، وليس ثابت التصريف الحالي الجهد عابرة V1، V0 رد الفعل الرئيسي هو الفرق بين V1 تؤثر مقاومة أومية داخل البطارية والتغييرات نقل المسؤول مقاومة في التيار الكهربائي، هو V2 الجهد المستمر في نهاية التفريغ يرجع ذلك أساسا إلى نشر لي + في المناطق الداخلية من المواد بسبب NCM تباين الجهد، واقفا في وقت لاحق V3 الجهد، والتي تتركز في إعادة ليثيوم + نشر في المادة الفعالة، والمواد الفعالة تصل في نهاية المطاف تغيير الجهد الحالة الثابتة الناتجة عن البيانات التي تم الحصول عليها أعلاه، والقانون الثاني للفيك لنا. يمكن حساب معامل انتشار Li + في بطارية ليثيوم أيون باستخدام الصيغة المبينة أدناه.
حيث نانومتر هو عدد الشامات، وVM هو الحجم المولي، S هو مساحة السطح، تي هي مدة النبضة التفريغ، إذا افترضنا أن الجسيمات هي الكريات جامدة قد يتم تحويل NCM دائرة نصف قطرها روبية في الصيغة 2. ومع ذلك، من الصيغة لاحظنا أن الصيغة يمكن أن يكون بعض المشاكل، على سبيل المثال، مادة وجود هضبة الجهد مسطحة جدا على سبيل المثال عفرتو، LFP والجرافيت والمواد، ومنذ ذلك الحين في مدى الجهد مقابل التغيير الانترنت هي صغيرة جدا، قريبة من الصفر، مما يؤدي إلى القيمة النهائية للالتاءات أيضا بالقرب من الصفر ، من الواضح أن هذا غير دقيق.لحل هذه المشكلة ، تشنغ شين (المؤلف الأول) وتشاو يانغ وانغ (مؤلف المقابلة) من جامعة ولاية بنسلفانيا تحسين نتائج اختبار GITT بواسطة طريقة المربعات الصغرى. هذا يحسن بدرجة كبيرة من دقة اختبار GITT.
يظهر في الصورة نموذج خلية زر نصف، وهي كروية المواد إيجابية للغاية NCM، القطب السالب هو معدن لي، كما هو موضح في الصيغة التالية في نموذج مقاومة نصف الخلية، المعلمات في صيغة معنى هو مبين في الجدول التالي
ويوضح الشكل التالي بيانات الاختبار من بداية أول صورة أثبت هنا، والمواد الصلبة من معامل الانتشار الليثيوم أيون باستخدام طريقة المربعات الصغرى مع طريقة الاختبار العادي طريقة LS-GITT الحصول GITT (اللوحة السفلى أ) و الخطأ (FIG أقل ب)، حيث المواد الجسيمية NCM دائرة نصف قطرها روبية = 5.3um، من FIG يمكن رؤية اثنين من أساليب التحليل يتم الحصول كبير التاءات بين 10-10-10-11cm2 / ثانية (شركة نفط الجنوب> 10٪)، هذا يتفق أساسا مع الأدب، ويمكن أن ينظر إليه باستخدام حصلت عليها طريقة البيانات تذبذب GITT LS (نقاط البيانات الصلبة) لتكون أكثر أصغر، انظر LS-GITT طريقة (بيانات قوية من التحليل خطأ في الشكل ب نقطة واحدة) أقل بكثير من الخطأ GITT طريقة العاديين (نقاط البيانات المفتوحة)، في معظم مجموعة شركة نفط الجنوب (60٪ -100٪) دقة أفضل من LS-GITT GITT أمر من حجم، للطريقة التقليدية من شركة نفط الجنوب هو GITT في حدود 20-60٪ أكثر دقة، ومرة واحدة خارج نطاق دقة وانخفض، ولكن بعد الأمثل LS-GITT الأسلوب هو في حدود 15٪ إلى 100٪ دقة مرتفعة جدا.
السبب دقة أقل من LS-GITT GITT أساسا بسبب طريقة GITT التي هي المواد السطحية تنشط بشكل رئيسي تجاهل قدرة الانتشار داخل جزيئات المادة الفعالة، على سبيل المثال نحن NCM المواد، L2 / D ما يقرب من 5000s، نبض التفريغ الوقت 900S، على الرغم من أن أصغر من 5000s، ولكن أصغر بكثير من الظروف غير راض، وذلك في الواقع الحصول على قيم الاختلاف الجهد يشمل ليس فقط قيمة نشر السطح، مما تتألف تعكس الاختلاف بسبب الجهد الاختلاف شركة نفط الجنوب، مما أدى إلى الطريقة التقليدية GITT الحصول على أكبر انتشار ثابت. نظريا، يمكننا تحسين دقة من طريقة عن طريق الحد من GITT وقت التفريغ نبض أمر مؤسف للغاية ولكن يصبح أصغر كما في المرة النبض، وسوف تكون مباراة التغييرات الصغيرة، وهذا بدوره أدى إلى انخفاض دقة القياس ، ويزيد من الضوضاء، وأيضا أن يسبب الناتجة نشر زيادات خطأ D المستمر.
في ضوء بعض المشاكل وأوجه القصور في طريقة GITT التقليدية ، يتغلب ZhengShen على المشكلة بأن طريقة GITT ليست دقيقة بما فيه الكفاية في بعض نطاقات SoC بإدخال طريقة المربعات الصغرى ، مما يحسن بشكل كبير من المعايرة المتقطعة الحالية المستمرة في معظم نطاقات SoC. تتسم دقة الحساب بأهمية كبيرة لتحديد معامل الانتشار + Li في المواد الفعالة (انظر المحتوى الأصلي للشركاء المهتمين المهتمين).
