基于电化学阻抗谱和松弛时间分布的低温锂镀层阻抗特性研究

《Energy & Fuels》：Impedance Characteristics of Lithium Plating at Low Temperatures Based on Electrochemical Impedance Spectroscopy and Distribution of Relaxation Times

锂枝晶生长对锂离子电池阻抗特性的影响及检测方法研究。通过低温电化学阻抗谱（EIS）和分布松弛时间（DRT）技术分析，发现初始阶段阴极电荷转移阻抗（Rct）增速最快，随枝晶持续生长Ohmic（R0）、SEI膜（Rsei）和Rct阻抗均加速上升，揭示枝晶与电极动力学相互促进机制。阳极Rct增幅显著超过阴极，高倍率充电下阻抗增长受极化效应限制。本研究为枝晶无损检测提供新思路。

　　

锂离子电池（LIBs）中的锂沉积过程可能存在容量下降和内部短路的风险。本研究通过结合电化学阻抗谱（EIS）和松弛时间分布（DRT）方法，探讨了低温条件下锂沉积的阻抗特性。结果表明，与欧姆阻抗和SEI膜阻抗相比，初始锂沉积过程中的电荷转移阻抗增长最快；DRT谱分析显示阴极的电荷转移阻抗是主要增大的因素。随着锂沉积的持续进行，欧姆阻抗（R₀）、SEI膜阻抗（R_sei）和电荷转移阻抗（R_ct）均呈加速增长趋势。这可能是由于锂沉积与电化学反应动力学下降之间的相互促进作用导致的阻抗变化。同时，R_ct的变化趋势出现了反转：阳极的电荷转移阻抗增长速度比阴极更快，成为主要的变化因素。此外，较高的充电速率会加速阻抗的增加，但其增长受到高极化效应的限制。本研究有助于通过阻抗检测快速、无损地识别LIBs中的锂沉积现象。