- Код статьи
- 10.31857/S042485702307006X-1
- DOI
- 10.31857/S042485702307006X
- Тип публикации
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 59 / Номер выпуска 7
- Страницы
- 417-430
- Аннотация
- В работе рассмотрена возможность анализа спектров электрохимического импеданса литий-литиевых ячеек с использованием функции распределения времен релаксации (Distribution of Relaxation Times – DRT). Выполнен сопоставительный анализ спектров электрохимического импеданса литий-литиевых ячеек, полученных при длительном хранении при постоянной температуре и при различных температурах, методом эквивалентных электрических схем и с помощью функции распределения времен релаксации. Показано, что при анализе импедансов литий-литиевых ячеек с помощью функции распределения времен релаксации можно оценить количество слоев в поверхностной пленке на литиевом электроде и оценить их физические параметры – сопротивление и емкость. Установлено, что при длительной выдержке литий-литиевых ячеек при температуре 30°C количество слоев в поверхностной пленке и ее сопротивление уменьшаются. С повышением температуры происходит дифференциация физических свойств слоев поверхностной пленки и уменьшение ее общего сопротивления. Анализ спектров электрохимического импеданса литий-литиевых ячеек с помощью функции распределения времен релаксации является более информативным по сравнению с методом эквивалентных электрических схем.
- Ключевые слова
- литиевый электрод SEI импеданс функция распределения времен релаксации DRT
- Дата публикации
- 17.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 2
Библиография
- 1. Остроушко, Ю.И., Бичухин, П.И., Алексеева, В.В. и др. Литий, его химия и технология, М.: Атомиздат, 1960. С. 81. [Ostroushko, Yu.I., Bichuhin, P.I., Alekseeva, V.V., and others, Lithium, its chemistry and technology (in Russian), Moscow: Atomizdat, 1960, 81 p.]
- 2. Huston, R. and Butler, J.N., The Standard Potential of the Lithium Electrode in Aqueous Solutions, J. Phys. Chem., 1968, vol. 72, no. 12, p. 4263.
- 3. Aurbach, D., Daroux, M., McDougall, G., and Yeager, E.B., Spectroscopic studies of lithium in an ultrahigh vacuum system, J. Electroanal. Chem., 1993, vol. 358, p. 63.
- 4. Zaban, A., Zinigrad, E., and Aurbach, D., Impedance Spectroscopy of Li Electrodes. 4. A General Simple Model of the Li-Solution Interphase in Polar Aprotic Systems, J. Phys. Chem., 1996, vol. 100, p. 3089.
- 5. Иванищев, А.В., Чуриков, А.В., Иванищева, И.А. Импедансная спектроскопия литий-углеродных электродов. Электрохимия. 2008. Т. 44. С. 553.
- 6. Чуриков, А.В., Придатко, К.И., Иванищев, А.В. Спектроскопия импеданса пленочных литий-оловянных электродов. Электрохимия. 2008. Т. 44. С. 594.
- 7. Букун, Н.Г., Укше, А.Е. Импеданс твердоэлектролитных систем (обзор). Электрохимия. 2009. Т. 45. С. 13.
- 8. Стойнов, З.Б., Графов, Б.М., Савова-Стойнова, Б., Елкин, В.В. Электрохимический импеданс, М.: Наука, 1991. 336 с. [Stojnov, Z.B., Grafov, B.M., Savova-Stojnova, B., and Elkin, V.V., Electrochemical impedance (in Russian), Moscow: Science, 1991, 336p.]
- 9. Chen, X., Li, L., Liu, M., Huang, T., and Yu, A., Detection of lithium plating in lithium-ion batteries by distribution of relaxation times, J. Power Sources, 2021, vol. 496, 229867.
- 10. Espinosa-Villatoro, E., Weker, J.N., Ko, J.S., and Quiroga-González, E., Tracking the evolution of processes occurring in silicon anodes in lithium ion batteries by 3D visualization of relaxation times, J. Electroanal. Chem., 2021, vol. 892, 115309.
- 11. Harms, N., Heins, T.P., and Schröder, U., Application of Localized Electrochemical Impedance Spectroscopy to Lithium-Ion Cathodes and in situ Monitoring of the Charging Process, Energy Technology, 2016, vol. 4, p. 1514.
- 12. Ivers-Tiffée, E. and Weber, A., Evaluation of electrochemical impedance spectra by the distribution of relaxation times, J. Ceram. Soc. of Japan, 2017, vol. 125 (4), p. 193.
- 13. Осинкин, Д.А., Журавлев, В.Д. Никель-керамические электроды с повышенным содержанием никеля для электрохимических устройств на твердых электролитах. Журн. прикл. химии. 2020. Т. 93. № 2. С. 298.
- 14. Dierickx, S., Mundloch, T., Weber, A., and Ivers-Tiffée, E., Advanced impedance model for double-layered solid oxide fuel cell cermet anodes, J. Power Sources, 2019, vol. 415, p. 69.
- 15. Qu, H., Zhang, X., Ji, W., Zheng, D., Zhang, X., and Ji, W., Impedance investigation of the high temperature performance of the solid-electrolyte-interface of a wide temperature electrolyte, J. Colloid and Interface Sci., 2022, vol. 608, p. 3079.
- 16. Гаврилюк, А.Л., Осинкин, Д.А., Бронин, Д.И. О применении метода регуляризации Тихонова для вычисления функции распределения времен релаксации в импедансной спектроскопии. Электрохимия. 2017. Т. 53. С. 651.
- 17. Schichlein, H., Muller, A.C., Voigts, M., Krugel, A., and Ivers-Tiffee, E., Deconvolution of electrochemical impedance spectra for the identification of electrode reaction mechanisms in solid oxide fuel cells, J. Appl. Electrochem., 2002, vol. 32, p. 875.
- 18. Macutkevic, J., Banys, J., and Matulis, A., Determination of the Distribution of the Relaxation Times from Dielectric Spectra, Nonlinear Analysis: Modelling and Control, 2004, vol. 9, p. 75.
- 19. Fuoss, R.M. and Kirkwood, J.D., Electrical Properties of Solids. VIII. Dipole Moments in Polyvinyl Chloride-Diphenyl Systems, J. Amer. Chem. Soc., 1941, vol. 63, p. 385.
- 20. Прилежаева, И.Н., Соловьев, Н.П., Храмушин, Н.И. Способ преобразования спектров импеданса для определения механизма электрохимической реакции. Электрохимия. 2004. Т. 40. С. 1425.
- 21. Shafiei Sabetac, P. and Sauer, D.U., Separation of predominant processes in electrochemical impedance spectra of lithium-ion batteries with nickel-manganese-cobalt cathodes, J. Power Sources, 2019, vol. 425, p. 121.
- 22. Illig, J., Ender, M., Chrobak, T., Schmidt, J. P., Klotz, D., and Ivers-Tiffee, E., Separation of Charge Transfer and Contact Resistance in LiFePO4-Cathodes by Impedance Modeling, J. Electrochem. Soc., 2012, vol. 159(7), p. A952.
- 23. Kube, A., Strunz, W., Wagner, N., and Friedrich, K.A., Evaluation of electrochemical impedance spectra of batteries (Li–air/Zn–air) for aqueous electrolytes, Electrochim. Acta, 2021, vol. 396, 139261.
- 24. Wan, T.H., Saccoccio, M., Chen, C., and Ciucci, F., Influence of the Discretization Methods on the Distribution of Relaxation Times Deconvolution: Implementing Radial Basis Functions with DRTtools, Electrochim. Acta, 2015, vol. 184, p. 483.
- 25. Свид. 2022665869 РФ. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. “ElChemLab, DRT Analyzer” / Д.В. Колосницын; правообладатель УФИЦ РАН (RU). Опубл. 23.08.2022, Реестр программ для ЭВМ. 1 с. [2022665869 RF. “ElChemLab, DRT Analyzer” / D.V. Kolosnitsyn; UFRC RAS (RU). – published. 23.08.2022].
