动态电化学阻抗谱技术揭示锂离子电池在不同电流倍率、荷电状态及温度下的电化学与热行为机制

本研究应用动态电化学阻抗谱（D-EIS）技术，针对LiCoO2电池在25°C与35°C下的电化学-热耦合行为展开分析。结果表明，高倍率与高温条件显著降低欧姆电阻与电荷转移电阻，双电层电容大幅上升，扩散性能改善，热生成在3C倍率下达峰值。该研究为锂离子电池动态工况下的性能诊断与早期退化机制提供了关键见解。

　　

动态电化学阻抗谱（D-EIS）能够实现对锂离子电池在动态工况下的实时性能评估，捕捉其电化学与热响应行为，性能优于传统静态EIS。本研究将D-EIS应用于LiCoO₂电池，在25°C和35°C下改变电流倍率（C-rate）与荷电状态（SOC），系统分析其电化学与热特性。

研究发现，欧姆电阻（R_Ω）在低倍率与低温条件下最高（0.5C、25°C时为98.50 mΩ），主要受离子电导率下降和界面接触电阻影响；而在高倍率与高温下（3C、35°C）降至70.55 mΩ，表明电极/电解质界面得到改善。电荷转移电阻显著下降，从11.35 mΩ（0.5C，25°C）降至0.43 mΩ（3C，35°C），反映界面动力学行为增强。双电层电容大幅上升，从0.14 F（0.5C）升至9.13 F（3C，25°C），在35°C时达到约11.65 F，说明离子在电极界面积累及表面活性提高。扩散电阻在低倍率和深放电条件下较高，但在3C与35°C时下降约40%，证明扩散过程得到改善。

热生成在3C倍率下达到最高，25°C时为4.48 W，35°C时为4.39 W。经过45次循环后，R_Ω从74.5 mΩ上升至88.1 mΩ（50% SOC），中频区半圆增宽进一步确认电池退化。本研究表明，D-EIS可有效诊断锂离子电池在瞬变条件下的行为特征与早期性能衰减。