EIS(Electrochemical Impedance Spectroscopy) 建模參考
參考文獻: https://www.nature.com/articles/s41598-017-01025-7 電化學阻抗譜（ EIS ）被用作阻抗分析方法，以闡明電池的阻抗回應 34,35 。鋰電池（ LiB ）典型的 Nyquist 圖通常在高頻和中頻範圍內顯示半圓。關於半圓的歸屬，已有不同的研究報告： - 第一大半圓： - 據報導主要歸因於正極，第二個半圓歸因於負極 36,37 。 - 但 Osaka 等人則認為第一個半圓屬於負極，第二個半圓屬於正極。 然而，通過系統比較 SOC50 的負極 / 負極對稱電池、 SOC50 的正極 / 正極對稱電池以及 SOC50 的正極 / 負極全電池後，我們得出結論：在採用石墨作為負極、 NCM111 作為正極的層壓全電池中，第一個半圓歸因於正極，第二個半圓歸因於負極。 Nyquist 圖的其他特徵 除了正極和負極的兩個主要半圓外， Nyquist 圖中還包括： - 一個近似 45° 的直線，代表活性材料內部的擴散過程。 - 在超低頻（低於 1 mHz ）下出現幾乎垂直的直線，表示純電容行為。 等效電路模型 基於鋰離子電池中的元件和介面，我們提出了圖 11(a) 所示的等效電路。具體模型包括： - 電化學反應： - 正極和負極的電化學反應通過介面電容與串聯的 Warburg 阻抗相連接的電荷轉移電阻並聯表示。 - 串聯電阻（ Rs ）： - 等效串聯電阻。 - 外部電感元件： - 包括線圈和電阻器（ L1 和 R1 ），與測量設備之間的電極連接及受損的集流體相關。 - 正極部分模型： - 由兩種不同半徑的活性材料組成。 - 兩組擴散元件和電荷轉移電阻的串聯連接與電解質之間的電容及顆粒之間的電連接並聯。 - 顆粒中電容的變化用恒相元件（ CPE ）表示，兩種半徑顆粒的電容器並聯連接，並簡化為一個 CPE35 。 - SEI 層的影響： - 假設鋰離子通過遷移進入 SEI 。 - SEI 的阻抗由電阻和 SEI 層電容並聯組成 34,38,40 。 ### EIS 結果分析 圖 11(b,c) ...