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1、ChineseNovocontrolUserMeetingBeijing,Oct.14阻抗谱在能源材料研究中的应用汪锐,郑浩,刘亚利,李帅,王少飞,郑杰允,李泓*,王兆翔,黄学杰,陈立泉中国科学院物理研究所,北京,100190E-mail:ncedric@126.com,hli@iphy.ac.cn特别致谢:孙劲鹏、唐堃、禹习谦、何宇、王艳红、周思思、罗飞、李无暇感谢支持:中科院方向性项目、973、NSFC1目录1.阻抗谱在我们实验室的应用2.锂离子电池液体电解质电导率的测量3.燃料电池固体电解质电导率的测量4.纳米复合电极混
2、合输运电导率的测量5.小结2实验室应用1.电化学交流阻抗谱：测量单体电池德国Zahner公司im6e[1]庄全超，徐守冬，邱祥云，崔永丽，方亮，孙世刚,化学进展2010,22,1044－1057.3实验室应用2.宽频交流阻抗谱：测量材料编译语言：Labview作者：孙劲鹏博士Novocontrol宽频介电阻抗谱仪4锂离子电池液体电解质电导率的测量锂离子电池应用在生活的方方面面M.Armand,J.M.Tarascon,Nature2008,451,652.安全性？5锂离子电池液体电解质电导率的测量商用电解液：1MLiPFEC/
3、DMC(v/v,1:1)；1MLiPFEC/DEC(v/v,1:1)66我们实验室正在进行的研究：液体电解质：1MLiFSIEC/DMC/EMC(v/v,5:2:3)；1MLiFNFSIEC/DMC(v/v,3:7)1MLiFSIMTES;1MLiTFSIMTES高温熔融盐电解质：LiFSI-KFSI(mol/mol,4:6)EC：碳酸乙烯酯；DMC：碳酸二甲酯；DEC：碳酸二乙酯；EMC：乙基甲基碳酸酯；LiFSI：双氟黄酰亚胺锂；LiFNFSI：正全氟丁基磺酰；LiTFSI：二(三氟甲基黄酰)亚胺锂；[1]J.M.Tara
4、scon,M.Armand,Nature2001,414,359.6锂离子电池液体电解质电导率的测量电导率是电解液最重要的性质Nyquist图Rb电导池Pt/LiFSIMTES/Pt7锂离子电池液体电解质电导率的测量电导率和温度的关系的VTF方程拟合，a曲线为1MLiFSIDMC/EMC（v/v，1:1)，b曲线为1MLiFSIEC/DMC/EMC(v/v，5:2:3)电导率（mS/cm）迁移数1MLiFSIEC/DMC/EMC序号-50oC0oC25oC（t(v/v，5:2:3)在室温下具锂）11MLiFSIDMC-3.18
5、.10.65有最高的电导率。21MLiFSIDMC/EMC(3:7)0.94.36.10.5731MLiFSIEC/DMC/EMC(5:2:3)0.17.112.30.5641MLiPF6EC/DMC(1:1)0.055.910.40.21[1]L.F.Li,S.S.Zhou,H.B.Han,H.Li,J.Nie,M.Armand,Z.B.Zhou,X.J.Huang,J.Electrochem.Soc.2011,158,A74.8锂离子电池液体电解质电导率的测量1MLiFNFSIEC/EMC(v/v,3:7)LiFNFSI电
6、解液的电导率虽然略低于目前的商品电解液，但具有极好的高温稳定性，是最有希望替代LiPF的新型锂盐。6[1]H.Han,J.Guo,D.Zhang,S.Feng,W.Feng,J.Nie,Z.Zhou,Electrochem.Commun.2011,13,265.9锂离子电池液体电解质电导率的测量高温熔融盐电解质LiFSI-KFSI电导率随温度的变化符合VTF方程；85oC：10-3S/cm10燃料电池固态电解质电导率的测量燃料电池[1]B.C.H.Steele,A.Heinzel,Nature2001,414,345.11燃料
7、电池固态电解质电导率的测量CeSmO0.80.21.9[1]S.Li,C.Xian,K.Yang,C.Sun,Z.Wang,L.Chen,J.PowerSources2012,205,57.12燃料电池固态电解质电导率的测量CeSmO0.80.21.9[1]S.Li,C.Xian,K.Yang,C.Sun,Z.Wang,L.Chen,J.PowerSources2012,205,57.13纳米复合电极混合输运电导率的测量已经发现的可逆储锂机制MnMn++LiFePO4FePO4LiO2(1)嵌入反应(2)相转变反应(3)取代分
8、解反应(4)有机分子的可逆化学键断裂反应(1-x)Li+LixCoO2↔LiCoO2xLi+xFePO4↔xLiFePO42Li+MnO↔Li2O+MnLi2C6O6+4Li→Li6C6O6(5)表面吸附反应(6)自由基反应(7)欠电位沉积(8)晶界处的界面储锂C.X.Zu,
