活物質中のLi +の拡散が重要な反応プロセスであるが、元素リチウムイオン電池内部の化学反応を制限するので、リチウムイオンの拡散係数は、リチウムイオン電池用活物質の重要なパラメータである、リチウムレート能力イオン電池の拡散係数は重要を有します定電流間欠滴定（GITT）の意味は、拡散係数を決定する重要な方法である。
GITT法は、拡散プロセスは、表面層に主に発生することを前提とし、固相物質GITTは、第1の部分は、拡散プロセスは表層のみで発生する満たすために、小さな定電流パルス放電である、2つの主要なコンポーネントを有すると仮定され、定電流パルス放電時間tが短く、tを満たす必要がある< 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.
次の図は、典型的なプロセス測定GITT拡散係数を示し、使用される電池は、最初のテストの前に100％のSoCにバッテリを充電するボタン電池1.2mAh、NCMカソード材料であり、次いで0.1C放電15分に従う、その後放置し30分で各放電は約2.5％のSoCに相当するので、合計40サイクルを実行することができる。金属Li負電極は電池電圧の変化に対して非常に小さい影響を有するので、試験中の電圧変化は主としてNCM材料から来るこの方法で得られる拡散係数は、主に正極材料NCMの拡散係数を反映している。
テストの完了後、我々は、パルス放電電圧V0の前に、4つの電圧データと主に懸念しているのNCM材料を算出する上記拡散係数により得られたデータを使用する必要があり、定電流放電過渡電圧V1はV0であります主反応は、オーム電池内部抵抗と電圧での電荷転送インピーダンスの変化に影響を与えるV1との差である。起因NCMに対する材料の内部へのLi +の拡散に主に放電末期における定電圧V2であります電圧変動;後の電圧V3に立って、活物質で、主に再のLi +の拡散、活性物質は、最終的に上記で得られたデータから得られる定常状態の電圧変化、及び米国フィックの第二法則に達します。リチウムイオン電池におけるLi +の拡散係数は、以下の式を用いて算出することができる。
Nmはモル数であり、VMはモル体積であり、Sは、界面領域で、我々は粒子がNCM半径Rsが式から、ただし式2に剛性ペレットを変換することができるされていると仮定すれば、tは、放電パルスの持続時間であります我々は式はいくつかの問題であることに留意、例えば、ゼロに近いインターネット変化電圧Vsの範囲で非常に小さいので、例えばLTO、LFPおよび黒鉛材料の非常に平坦な電圧プラトーを有する材料は、こうしてのDsの最終値に至ることもあります、最小二乗法によりGITT試験結果を得るために最適化するゼロに近い、明らかに正確されない。この問題を解決するために、鄭シェンペンシルバニア州立大学（第一著者）とチャオ・ヤン王（対応する著者）これにより、GITTテストの精度が大幅に向上します。
画像がボタン半細胞モデル、非常に正の球面NCM材料を示し、負電極は半電池のインピーダンスモデルにおいて、以下の式に示す金属リチウムであり、式中のパラメータの意味は以下の表に示します
次の図は、本明細書で実証最初のピクチャスタートのテストデータを示し、通常の方法LS-GITT試験方法を用いて最小二乗法を用いたリチウムイオン拡散係数の固体材料がGITTが得られ（下部パネルA）及び誤差（図下b）に示すように、粒状材料NCM半径Rsは= 5.3umは、図から理解することができる2つの分析方法は、実質的に10-10-10-11cm2 /秒（SOC> 10％）の間のDsを得られ、これは、文献と基本的に一致していることをより小さくする方法によって得られたLS-GITT変動データ（ソリッドデータポイント）を使用して見ることができ、LS-GITT法図Bにおけるエラー解析から（ソリッドデータを参照ポイント）はエラーGITT常法（オープンデータ点）よりも有意に小さい大きさのLS-GITT GITTよりも良いための最もSOC領域（60％-100％）の精度で、SoCの従来の方法は、GITTありますより正確な20から60パーセントの範囲で、一度レンジ精度外側は減少したが、LS-GITTメソッドが15％〜100％の精度の範囲内である最適化された後に非常に高いされています。
表面活性物質であるGITT法は、主にL2 / Dは、放電パルス約5000Sで、一例として、我々は、材料を、NCM、活物質粒子内部の拡散容量を無視するので、精度は主にLS-GITT GITT未満である理由実際に得られた電圧変動値は、さらにこのように従来の方法GITTその結果、による電圧変動のSoCへの変化を反映して含む、表面拡散の値だけでなく、を含むよう5000Sよりも小さいが、条件よりはるかに小さいが、満たされていないものの、時間は、900Sありますより大きな拡散定数を得た。理論的には、我々は、GITTパルス放電時間を短縮することにより方法の精度を向上させることができる非常に残念であるが、パルス時間ほど小さくなる、Vsは減少測定精度が得られる順番に、小さい変更であろうノイズが増加すると、拡散定数Dの誤差も増加します。
問題と特定の範囲内の不十分GITT法SoCの精度の問題を克服するための最小二乗法の導入によりZhengShen従来GITT法の欠点のいくつかのために、大幅にほとんどのSoCの範囲内で一定現在のバッチ滴定を改善計算の正確さは、活物質のLi +拡散係数の決定に非常に重要です（関心のある興味深いパートナーの元の内容を参照）。
