锂离子迁移数

锂离子迁移数

迁移数，是指在气相或液相中，离子浓度发生变化时所引起迁移数量的变化。在低温下，如果固体颗粒很细、均匀、表面光滑，则不论该物质分散成多少份溶液，电解质的迁移数都几乎没有什么变化。这种现象称为电离平衡常数的绝对值大。而当被研究的离子较粗、密度较大和热力学性质活泼时，就会使固体的电离平衡常数明显减小，也即固体越粗糙、越疏松、吸附离子能力强。此外还可以用电导率来描述这些特征，因为通过溶液的电流强度一定要比电阻上的损失更加重要得多，而且迁移数随着电导率的增加而迅速减小。

锂离子迁移数的大小与温度有关，一般在-40℃～80℃之间，由于存在着电离平衡常数的变化，故在低温下的锂离子迁移数随着温度升高而急剧地降低。这个规律已经为实验证明了，并已被广泛应用于各方面的科学技术领域中。例如，将高纯度的 LiNiO4粉末制备成浆料，再把它们按照不同的工艺条件进行混合，最后制得复合锂盐材料。将这种复合锂盐材料放入到-80℃的冷冻机里，在4个月内测得了电池容量损失和温度变化情况。在-50℃～10℃范围内，每隔2个月进行一次测试，在-60℃～10℃范围内，每隔3个月进行一次测试，结果表明：在低温下锂离子迁移数比高温下的锂离子迁移数要大，而且电池的总电压也有所提高；但在高温下锂离子迁移数却又比低温下的锂离子迁移数要小。这说明高温下的锂离子迁移数要比低温下的锂离子迁移数大得多。另外，人们还发现，无论在何种温度下，在-20℃～80℃之间，锂离子迁移数随着温度的升高而急剧地增加。因此，人们

利用锂离子迁移数来确定合金元素在晶格中的位置及其作用。在外场作用下，固体物质产生的热膨胀系数与其组成和晶格类型有关。而这两者之间又存在着非线性的依赖关系，所以只要测出晶格的热膨胀系数，就可以计算出固体的热膨胀系数。利用这一点，人们已经制造出了用于电子器件、激光器等方面的优良材料。

由于其它原因，许多材料在低温下具有特殊的性质。在低温下，硅酸盐的电阻率与温度的关系曲线呈直线形状，而铝酸盐的电阻率则随温度的升高而逐渐增大。人们正在研究某些低温陶瓷，看它们是否适宜做超导材料。在极低温度下，水银的蒸汽压仅为常温下的1/100，在这样的温度下，我国早已掌握了水银的精炼技术，开始向国际市场供应水银，满足了世界的需求。

材料化学-锂离子电池固态离子传导材料

锂离子电池固态离子传导材料 锂离子二次电池已成功应用于我们生活的各个方面，随着时代的进步和科技的发展，对锂离子电池的要求越来越高[1]。锂离子电池不仅需要具有高的能量密度和功率密度，还需具有使用寿命长、安全性能高等特点，尤其在电动汽车和规模储能领域，对锂离子电池的安全性要求越来越迫切。锂离子电池因过充、内部短路等原因会导致电解液过热，发生起火甚至爆炸事故。此外，电解液与电极材料在充放电过程中会发生副反应，导致电池容量出现不可逆衰减，同时也会带来胀气、漏液等问题。目前，诸多研究者主要采用在电解液中加入添加剂等方式对有机电解液进行改进，以期解决传统锂离子电池的安全性问题，取得了一定成效，但并不能从根本上消除其安全性问题，因而成为了锂离子电池在动力电池和大容量储能应用方面的障碍。为了彻底解决锂离子电池的安全性问题，一种全新的采用固体电解质的全固态锂电池进入了人们的视线。 无机固体电解质又称为快离子导体，在其内部只有特定的离子才能移动。不同于液体电解质中由阴离子和阳离子的移动发挥电传导作用，在无机固体电解质中只有离子进行移动，因此在使用液态电解质的锂离子电池中常常发生的离子或溶剂所引起的副反应在无机固体电解质中很难发生。无机固体电解质要应用于锂离子电池必须具备以下几点基本要求[2-4]：（1）快离子导体需要具有较高的锂离子电导率(>10-3S/cm)和较大的锂离子迁移数（接近于1）；（2）活化能（即电导激活能）低于50 k J/Mol，即0.5 eV。（3）电化学窗口宽，至少达到5 V；（4）化学及电化学稳定性好。 无机固体电解质本身具有适合应用于锂离子电池的优势，比如耐高温性能和可加工性能好装配方便，在全固态锂离子电池中有很好的应用前景。由无机固体电解质所制的全固态锂离电池可逆性高、循环性好、自放电低，在充放电时副反应的发生可以有效得到抑制[5,6]。但是，机械强度差、与电极活性物质接触时的界面阻抗大和电化学窗口不够宽是制约锂无机固体电解质用于锂离子电池的主要障碍[7,8]，因此，开发在常温下具有较高离子导电率和稳定性的锂无机固体电解质材料显得尤为重要。 无机固体电解质按照物质结构可以分为晶体型固体电解质（又称陶瓷电解质）和非晶固体电解质（又称玻璃电解质）以及后来出现的玻璃-陶瓷电解质。

锂离子迁移数

锂离子迁移数 迁移数，是指在气相或液相中，离子浓度发生变化时所引起迁移数量的变化。在低温下，如果固体颗粒很细、均匀、表面光滑，则不论该物质分散成多少份溶液，电解质的迁移数都几乎没有什么变化。这种现象称为电离平衡常数的绝对值大。而当被研究的离子较粗、密度较大和热力学性质活泼时，就会使固体的电离平衡常数明显减小，也即固体越粗糙、越疏松、吸附离子能力强。此外还可以用电导率来描述这些特征，因为通过溶液的电流强度一定要比电阻上的损失更加重要得多，而且迁移数随着电导率的增加而迅速减小。 锂离子迁移数的大小与温度有关，一般在-40℃～80℃之间，由于存在着电离平衡常数的变化，故在低温下的锂离子迁移数随着温度升高而急剧地降低。这个规律已经为实验证明了，并已被广泛应用于各方面的科学技术领域中。例如，将高纯度的 LiNiO4粉末制备成浆料，再把它们按照不同的工艺条件进行混合，最后制得复合锂盐材料。将这种复合锂盐材料放入到-80℃的冷冻机里，在4个月内测得了电池容量损失和温度变化情况。在-50℃～10℃范围内，每隔2个月进行一次测试，在-60℃～10℃范围内，每隔3个月进行一次测试，结果表明：在低温下锂离子迁移数比高温下的锂离子迁移数要大，而且电池的总电压也有所提高；但在高温下锂离子迁移数却又比低温下的锂离子迁移数要小。这说明高温下的锂离子迁移数要比低温下的锂离子迁移数大得多。另外，人们还发现，无论在何种温度下，在-20℃～80℃之间，锂离子迁移数随着温度的升高而急剧地增加。因此，人们

利用锂离子迁移数来确定合金元素在晶格中的位置及其作用。在外场作用下，固体物质产生的热膨胀系数与其组成和晶格类型有关。而这两者之间又存在着非线性的依赖关系，所以只要测出晶格的热膨胀系数，就可以计算出固体的热膨胀系数。利用这一点，人们已经制造出了用于电子器件、激光器等方面的优良材料。 由于其它原因，许多材料在低温下具有特殊的性质。在低温下，硅酸盐的电阻率与温度的关系曲线呈直线形状，而铝酸盐的电阻率则随温度的升高而逐渐增大。人们正在研究某些低温陶瓷，看它们是否适宜做超导材料。在极低温度下，水银的蒸汽压仅为常温下的1/100，在这样的温度下，我国早已掌握了水银的精炼技术，开始向国际市场供应水银，满足了世界的需求。

锂离子迁移数 聚合物电解质的测试方法

锂离子迁移数聚合物电解质的测试方法 摘要： 1.锂离子迁移数的概述 2.聚合物电解质的测试方法 3.锂离子迁移数的实验步骤 4.实验结果与分析 5.结论与展望 正文： 锂离子迁移数是衡量锂离子电池性能的一个重要指标。锂离子电池广泛应用于电子产品、电动汽车以及储能系统等领域，其性能与安全性密切相关。为了提高锂离子电池的能量密度、循环寿命和安全性，研究人员不断探索新型聚合物电解质材料。本文将介绍锂离子迁移数的概述，以及聚合物电解质的测试方法。 一、锂离子迁移数的概述 锂离子迁移数（t）是描述锂离子在电解质中传输能力的参数，它受到电解质类型、锂盐浓度、温度等因素的影响。迁移数是评价锂离子电池性能的一个重要指标，较高的迁移数意味着锂离子在电解质中传输速度较快，电池的充放电性能更优。 二、聚合物电解质的测试方法 1.交流阻抗法：通过测量锂离子电池在不同频率下的阻抗变化，计算出锂离子的迁移数。

2.循环伏安法：通过测量锂离子电池在不同电压下的电流变化，计算出锂离子的迁移数。 3.恒电流放电法：通过测量锂离子电池在不同电流下的放电曲线，计算出锂离子的迁移数。 4.电化学阻抗谱法：通过测量锂离子电池在不同频率下的阻抗变化，结合等效电路分析，计算出锂离子的迁移数。 三、锂离子迁移数的实验步骤 1.准备实验样品：制备含有不同锂盐浓度和聚合物基体的聚合物电解质膜。 2.组装实验电池：将聚合物电解质膜与电极材料、隔膜等组装成锂离子电池。 3.测量电池性能：采用恒电流放电法、循环伏安法等方法，测量电池的充放电曲线、交流阻抗等参数。 4.计算锂离子迁移数：根据实验数据，采用恰当的方法计算锂离子的迁移数。 四、实验结果与分析 通过实验测量不同聚合物电解质膜的锂离子迁移数，并对实验数据进行统计分析。结果表明，锂离子迁移数与电解质类型、锂盐浓度、聚合物基体等因素密切相关。 五、结论与展望 本文对锂离子迁移数及其测试方法进行了详细介绍。锂离子迁移数是评价锂离子电池性能的重要指标，通过对迁移数的研究，有助于优化电池设计和提

锂离子迁移数低 -回复

锂离子迁移数低-回复 锂离子是目前最常用的电池材料之一，其在各种可充电设备中广泛应用。然而，锂离子电池的一个主要问题是其锂离子迁移数低，这限制了电池的性能和循环寿命。在本文中，我们将一步一步解释锂离子迁移数低的原因，并探讨可能的解决方案。 首先，让我们明确什么是锂离子迁移数。锂离子迁移数是指锂离子在电池中的迁移速率，也就是锂离子在电池电解液和电极之间移动的能力。迁移数越高，电池的充放电速率越快，性能越好。 锂离子迁移数低的主要原因之一是电池材料中的电导率低。电池中的电解液和电极材料起着导电的作用，但有些材料的电导率很低，限制了锂离子的迁移速率。例如，一些锂离子电池中使用的电解液是有机溶剂，这些溶剂的电导率较低。此外，一些电极材料，如硅和硫，也具有较低的电导率，这会导致锂离子迁移数低。 其次，锂离子迁移数低的另一个原因是锂离子在电极表面的散射和阻滞。在例如石墨的电极材料中，锂离子在进入电极内部之前必须穿过电极表面。然而，由于电极表面的不均匀性和结构缺陷，锂离子往往会被散射和阻滞在电极表面，导致迁移速率降低。 此外，锂离子迁移数低还与电池的界面问题有关。电池中的界面包括电解

液和电极之间的界面以及电极和电解液中的固体界面。这些界面存在着化学反应和电化学反应，会影响锂离子的迁移能力。当界面存在问题时，例如形成不稳定的界面层或电极表面发生失效，都会导致锂离子迁移数低。 为了解决锂离子迁移数低的问题，有几个潜在的解决方法。首先是改进电池材料的电导率。可以使用导电性更高的电解液和电极材料来提高锂离子的迁移速率。例如，使用离子液体作为电解液可以提高电解液的电导率，从而改善锂离子的迁移。 其次，改善电池界面的稳定性也是提高锂离子迁移数的重要途径。可以通过调整电极表面的化学成分和结构来改善界面的稳定性，并防止不稳定的界面层形成。 另外，通过优化电池的设计和制造工艺，也可以改善锂离子的迁移能力。例如，优化电极的厚度和孔隙结构，可以使锂离子更容易穿过电极表面，从而提高迁移数。 综上所述，锂离子迁移数低是锂离子电池面临的一个挑战。通过改善电池材料的电导率，改善界面稳定性以及优化电池设计和制造工艺，可以提高锂离子的迁移速率。这将有助于改善电池的充放电性能和循环寿命，推动锂离子电池技术的发展。

锂离子电池电解质

一．锂离子电池电解质是什么？ 电解质是电池的重要组成部分，在正、负两极之间起输运离子、传导电流的用途。从相态上来分，锂离子电池电解质可分为液态、固态和熔融盐电解质三类。从锂离子电池内部传质的实际要求出发，电解质必须满足以下几点基本要求： （1）离子电导率：电解质不具有电子导电性，但必须具有良好的离子导电性，一般温度范围内,电解质的电导率在1×10-3~2×10-3S/cm之间。 （2）离子迁移数：电池内部输运电荷依赖离子的迁移，高离子迁移数可减小电极反应时的浓差极化，使电池出现高的能量密度和功率密度。理想的锂离子迁移数应尽量接近1。 （3）稳定性：电解质与电极直接接触时,应尽量防止副反应的发生，这就要求电解质要具备一定的化学稳定性和热稳定性。 （4）机械强度：电解质要有足够高的机械强度以满足电池的大规模生产包装过程。Li等将三甲基磷酸酯（TMP）作为高电压电解液的添加剂，以 Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2作为电池的正极并测试，结果表明，电解液中添加1%TMP，可以显著提高电池的倍率性能和循环性能。

为防止常规锂离子电池存在的漏液、易燃、易爆等安全性问题，锂二次电池电解质体系正在向固态化发展。固态电解质又被称为快离子导体，要求电解质具有较高的离子导率、低电子导电性、以及低活化能。科学家们目前研究的固态电解质包括无机固体电解质、固态聚合物电解质、固-液复合电解质等多种类型。在无机固体电解质中，Li+处于流动态，通过电解质中的空穴和/或间隙位置发生迁移传导。 全固态聚合物电解质的导电是依靠聚合物的链段运动和锂离子迁移，可完全防止液体增塑剂的使用，被认为解决锂离子电池安全性问题的最好途径之一。具有交联结构聚乙烯/聚环氧乙烷固态聚合物电解质具有较高的离子电导率(25C 时>1.0×10-4S/cm)和优越的抗枝晶生长能力。将MFC （micro-fibrillatedcellulose）纳米纤维与甲基丙酸烯基全固态聚合物电介质膜进行复合，表现出卓越的力学性能，并且材料整体的电化学性能没有受到任何破坏，有望应用于柔性全固态锂二次电池。

peo锂对锂测离子迁移数

peo锂对锂测离子迁移数 PEO锂对锂测离子迁移数是指在聚合物电解质PEO（聚氧化乙烯）中，锂离子在迁移过程中的迁移数。这个参数反映了聚合物电解质中锂离子的传导性能，对于锂离子电池的性能具有重要意义。 本文将从锂离子迁移数的定义、测试方法以及PEO基复合聚合物电解质的研究三个方面进行详细阐述。 一、锂离子迁移数的定义 锂离子迁移数（lithium transference number）是指锂离子输运对总电流的贡献，定义为文献Nat Commun 13, 5250 (2022)中的锂离子迁移数（lithium transference number）定义为：The contribution of the lithium-ion transport to the total current is known as the lithium transference number. 即指锂离子输运对总电流的贡献称为锂离子转移数。锂离子迁移数的概念不是液态锂离子电解质溶液所独有的。其值在0到1之间。在标准”液体电解质系统中，该值通常较低(在0.2和0.4之间)，这意味着自由”阴离子比具有溶剂溶剂化壳的锂离子更具流动性。锂离子迁移数的测试通常采用锂锂对称电池测试，是判断聚合物电解质锂离子迁移能力的一个重要指标。 二、锂离子迁移数的测试方法 锂离子迁移数的测试通常采用锂锂对称电池测试。具体步骤如下：

1.准备电池：将聚合物电解质膜夹在两个纯锂电极之间，形成锂锂对称电池。 2.电化学测试：对电池进行恒流充放电测试，记录锂离子在聚合物电解质中的传导性能。 3.计算锂离子迁移数：根据电池测试数据，计算锂离子迁移数。 三、PEO基复合聚合物电解质的研究 PEO基复合聚合物电解质是一种新型的电解质材料，具有较高的锂离子迁移数。研究发现，通过向聚氧化乙烯（PEO）基聚合物中引入表面接枝的纳米SiO2作为交联剂，可以提高聚合物电解质的性能。具体研究内容如下： 1.制备方法：利用Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷对纳米SiO2进行接枝改性，使其能作为交联剂与聚乙二醇二缩水甘油醚（PEGDE）和聚醚胺（DPPO）在加热的条件下聚合，生成具有三维交联结构的PEO基复合聚合物电解质（3D-GCPE）。 2.性能测试：研究结果表明，该电解质的室温离子电导率高达4.65×10-3 Scm-1，锂离子迁移数达到了0.45。 3.结构与性能关系：通过对比不同结构的PEO基复合聚合物电解质，发现交联结构的电解质具有更高的锂离子迁移数和离子电导率。 四、总结：

锂离子迁移数大于1

锂离子迁移数大于1 锂离子电池是一种常见的可充电电池，其性能与锂离子的迁移数密切相关。锂离子的迁移数是指锂离子在电池中迁移的能力，也可以理解为锂离子在电池中运动的速度。如果锂离子的迁移数大于1，意味着锂离子在电池中运动更快，电池的充放电速度更快，性能更优。 锂离子电池的原理是通过锂离子在正负极之间的迁移来实现电荷的传递。在充电过程中，锂离子从正极材料中脱嵌，并通过电解质溶液迁移到负极材料中嵌入。而在放电过程中，锂离子则从负极材料中脱嵌，并通过电解质溶液迁移到正极材料中嵌入。锂离子的迁移速度直接影响电池的充放电速度和性能。 为了提高锂离子电池的性能，研究人员一直在努力寻找具有高迁移数的材料。高迁移数的材料可以提高电池的充放电速度，减少能量损失，延长电池的使用寿命。目前，一些新型材料如锂钴酸锂、锂铁磷酸盐等已经广泛应用于锂离子电池中，因其具有高迁移数和良好的电化学性能。 除了材料的选择外，电解质也对锂离子的迁移数起着重要的影响。电解质是锂离子在正负极之间迁移的媒介，其离子导电性能直接影响锂离子的迁移速度。因此，研究人员也在探索新型电解质，以提高锂离子电池的性能。例如，固态电解质可以提供更高的离子导电

性能，从而提高锂离子的迁移数，进一步改善电池的性能。 电池的结构设计也可以影响锂离子的迁移数。例如，优化电池的电极结构可以提高电极材料与电解质的接触面积，增加锂离子的迁移通道，从而提高锂离子的迁移速度。同时，合理设计电池的孔隙结构和电解质浸润性也有助于提高锂离子的迁移数。 锂离子的迁移数是影响锂离子电池性能的重要因素之一。通过选择具有高迁移数的材料、优化电解质和电池结构设计等方法，可以提高锂离子电池的充放电速度，延长电池的使用寿命，为电动汽车、便携式设备等提供更高性能和更长续航能力。未来，随着锂离子电池技术的不断发展，相信锂离子的迁移数会进一步提高，为能源存储领域带来更多的突破和创新。

锂离子迁移数低

锂离子是目前广泛应用于电池领域的一种重要离子，它通过在正极和负极之间的迁移来储存和释放电荷。然而，锂离子在电池中的迁移速度却较慢，这给电池的充放电性能带来了一定的限制。本文将详细介绍锂离子迁移数低的原因及其对电池性能的影响。 一、锂离子迁移数低的原因 1.晶体结构因素：锂离子在晶体中的迁移主要受到其晶体结构的影响，晶体结构越复杂，锂离子的迁移速度就越慢。比如，尖晶石结构的锂离子电池由于其具有密集的晶格结构，导致锂离子难以在其中进行快速的迁移。 2.离子电荷因素：锂离子的迁移速度也与其离子电荷有关。由于锂离子的电荷较小，与其他大型离子相比，其在介质中的迁移速度就会变慢。此外，锂离子的质子化作用也会影响其在电池中的迁移速度。 3.界面反应因素：锂离子在电极和电解质界面处的化学反应也会影响其在电池中的迁移速度。例如，当电池充电时，电解质中的锂离子会被氧化成Li+，并在电极表面与电极材料发生反应，从而影响锂离子的迁移速度。 二、锂离子迁移数低对电池性能的影响 1.降低电池容量：由于锂离子迁移速度较慢，电池在充放电过程中需要更长的时间才能完成，这不仅会影响电池的循环寿命，还会降低电池的总体容量。因此，在设计电池时需要考虑如何提高锂离子的迁移速度，以充分利用电池的容量。 2.影响电池的安全性：锂离子迁移速度过慢也会对电池的安全性产生影响。在电池充电时，如果锂离子的迁移速度过慢，就容易导致电池内部出现局部过电位，进而引起电池的短路或爆炸。 3.影响电池的循环寿命：锂离子迁移速度低会导致电池在充放电过程中出现不均匀的充放电状态，从而降低电池的循环寿命。这也是目前电动汽车领域面临的一大问题之一。 三、提高锂离子迁移数的方法 1.改善电解质：通过改变电解质的组成和结构，可以改善锂离子在其中的迁移速度。例如，采用具有较高导电性能的电解质，或添加锂盐等物质来提高电解质的离子传导性能。 2.优化电极材料：改变电极材料的晶体结构、形貌和物理化学

锂离子迁移数低

锂离子迁移数低的原因及其影响 引言： 锂离子电池作为一种重要的能源储存装置，在电动车、移动设备等领域得到了广泛应用。然而，锂离子电池在使用过程中存在一个普遍的问题，即锂离子的迁移数较低。本文将探讨锂离子迁移数低的原因，并分析其对电池性能和安全性产生的影响。 一、锂离子迁移数低的原因 1. 电解液中离子浓度不均匀：锂离子电池中的电解液是锂离子传输的媒介，其中溶解着锂盐和有机溶剂。然而，由于电解液的不均匀性，导致锂离子在电池内部的浓度分布不均，进而影响锂离子的迁移速率。 2. 锂离子与电极材料的化学反应：锂离子在电池中进行氧化还原反应，参与电极材料的嵌入和脱嵌过程。然而，这些化学反应往往伴随着锂离子的迁移数减少，导致锂离子传输的阻力增加。 3. 锂离子与电极间的电荷传递：锂离子在电池中通过电荷传递完成迁移过程。然而，由于电极与锂离子之间的接触面积有限，电荷传递的速率受到限制，使得锂离子的迁移数降低。 二、锂离子迁移数低的影响 1. 电池性能下降：锂离子的迁移数低会导致电池的充放电效率降低，电荷传递速率减慢，从而降低了电池的容量和功率密度。这将严重影响电池的使用寿命和续航能力。 2. 锂离子热失控风险增加：锂离子电池在充放电过程中可能发生异常，如过充、过放、短路等。当锂离子的迁移数低时，电池内部的温度分布不均匀，容易引发局部热失控反应，从而导致电池爆炸或起火的风险增加。 3. 电池安全性降低：锂离子电池的安全性是一个重要的考虑因素。锂离子的迁移数低会导致电池内部的电荷堆积，增加了电池内部的电场强度和电解液的电压梯度。这将增加电池的电解液分解和气体产生的风险，进而降低电池的安全性。 三、改善锂离子迁移数的措施 1. 优化电解液配方：合理选择电解液中的锂盐浓度和溶剂组成，以提高锂离子的迁移速率和浓度均匀性。 2. 设计合理的电极结构：通过改变电极材料的结构和形貌，

锂离子迁移数和活化能

锂离子迁移数和活化能 1.引言 1.1 概述 锂离子迁移数和活化能是电化学领域中一个重要的研究方向。在锂离子电池和其他相关能源存储设备中，锂离子的迁移是电池正常工作的关键过程之一。了解锂离子迁移数和活化能对于设计更高效、更稳定的电池材料和设备至关重要。 锂离子迁移数是指锂离子在电解质中的迁移速率。它是评估电解质中离子导电性能的重要指标之一。锂离子的迁移数决定了电池的能量密度、功率密度和循环寿命等关键性能。一般来说，锂离子迁移数越高，电池的性能越好。 锂离子迁移数受多种因素的影响。首先，电解质的组成及其浓度会对锂离子迁移数产生影响。例如，不同类型的盐类和溶剂可以改变电解质中离子的迁移行为。其次，温度也是影响锂离子迁移数的重要因素。一般来说，随着温度的升高，锂离子迁移数会增加。此外，电解质中的杂质和表面电荷也可能对锂离子迁移数产生影响。 锂离子迁移数的研究不仅对电池材料的开发具有重要意义，还对电池的性能优化、寿命延长和安全性提升等方面有着重要的指导作用。通过深入理解锂离子迁移数的机制，我们可以针对性地改进电解质的组成和结构，从而提高电池的性能和稳定性。 未来，锂离子迁移数的研究将继续深入，以满足不断发展的电化学储能技术的需求。同时，随着对电解质材料和界面性能的深入研究，锂离子

迁移数的应用前景也将不断拓展，为能源存储领域的进一步发展提供重要支撑。 文章结构部分的内容可以如下编写： 1.2 文章结构 本文主要包括引言、正文和结论三个部分。 在引言部分，我们将对锂离子迁移数和活化能的概念进行概述，并说明本文的目的。 在正文部分，我们将详细介绍锂离子迁移数的概念和影响因素。首先，我们将解释什么是锂离子迁移数，包括其定义以及它在电化学领域中的重要性。接着，我们将探讨影响锂离子迁移数的因素，包括离子电荷、离子半径、电场强度等。通过对这些影响因素的分析，我们可以更好地理解锂离子迁移数的变化规律。 在结论部分，我们将总结锂离子迁移数的重要性，并展望其在未来的应用前景。我们将说明锂离子迁移数在电池材料设计、能源存储等领域中的潜在应用，并讨论可能的研究方向和挑战。 通过以上的文章结构，我们将全面而系统地介绍锂离子迁移数和活化能的相关内容，从而加深读者对该主题的理解，并为进一步的研究提供参考。 1.3 目的 目的是指文章的写作意图或者要达到的目标。在这篇文章中，目的是探讨锂离子迁移数和活化能之间的关系，以及它们对锂离子电池性能的影响。通过深入研究锂离子迁移数的概念、影响因素和重要性，以及锂离子

市场潜力可观，新型锂盐LiFSI...

市场潜力可观，新型锂盐LiFSI... 特别声明： 本订阅号中所涉及的证券研究信息由光大证券石化化工研究团队编写，仅面向光大证券专业投资者客户，用作新媒体形势下研究信息和研究观点的沟通交流。非光大证券专业投资者客户，请勿订阅、接收或使用本订阅号中的任何信息。本订阅号难以设置访问权限，若给您造成不便，敬请谅解。光大证券研究所不会因关注、收到或阅读本订阅号推送内容而视相关人员为光大证券的客户。 ◇双氟磺酰亚胺锂盐（LiFSI）：下一代溶质锂盐 长期以来，LiPF6是商业化应用最为广泛的锂电池溶质锂盐，但LiPF6拥有热稳定性较差、易水解等问题，容易造成电池容量快速衰减并带来安全隐患。新型电解液溶质锂盐LiFSI具有远好于LiPF6的物化性能：1、更高的热稳定性——LiFSI熔点为145℃，分解温度高于200℃；2、更好的电导率；3、更优的热力学稳定性——LiFSI电解液与SEI膜的两种主要成分有很好的相容性，只会在160 ℃时与其部分成分发生置换反应。故LiFSI能够很好地弥补LiPF6的不足，是一种更加优质的电解液溶质锂盐。 ◇需求驱动发展，LiFSI市场空间广阔 国家对未来新能源汽车的能量密度和安全性提出了更高的要求，将推动电解液往高压、高安全性的方向发展，为更高安全性的LiFSI带来发展机遇。如今，随着全球锂离子电池需求量的迅速扩张，电解液产销量加速增长，必定将带动LIFSI的使用量逐年上升。 我们对LiFSI未来的需求和市场规模进行了测算。若将LiFSI作为通用锂盐添加剂，2020年LiFSI的需求量将达到3500吨，市场规模

约28亿；2025年需求量将达到1.3万吨，市场规模约105亿。若将LiFSI作为溶质来替代现有的锂盐，当LiFSI的市场占有率达到20%时，2020年LiFSI的需求量将为0.57万吨，市场规模约46亿元；2025年需求量将达到2.1万吨，市场规模高达170亿元。未来，无论是作为通用锂盐添加剂，还是直接作为核心溶质，LiFSI的需求将呈现快速增长态势，市场前景十分广阔。 ◇企业加码布局，LiFSI国产化有望 近年来，国内企业持续加大研发投入，已成功突破技术壁垒，并着手建设LiFSI产线，逐步打破其被国外企业垄断的市场格局。2019年，全球共有LiFSI产能1400吨，其中国内产能800吨，成为全球最大的生产国。未来，随着新宙邦、天赐材料等新建LIFSI项目的逐渐投产，国内将总共拥有11400吨LiFSI生产能力，全球占比将近75%，LIFSI的国产化进程将进一步加快。 ◇投资建议 国家对未来新能源汽车的安全性提出了更高的要求，LiFSI作为在安全性和稳定性上更优的电解液溶质，未来将迎来广阔的市场前景。建议关注现有及在建LiFSI生产线的公司：新宙邦、天赐材料、永太科技。 ◇风险分析 新能源汽车产量不及预期风险；LiFSI电池产业化不及预期风险 投资聚焦 研究背景 近年来，随着国家对新能源汽车产业的支持，新能源汽车市场快

litfsi的锂离子迁移数

litfsi的锂离子迁移数 前言 锂离子电池是目前最常见的电池类型之一，具有高能量密度、长循环寿命和短充电时间的优点。其中，电解质是锂离子电池中至关重要的组成部分，对电池的性能起到重要作用。而litfsi作为一种常用的电解质添加剂，其锂离子迁移数的研究对于电池性能的改进和优化具有重要意义。 什么是锂离子迁移数 锂离子迁移数（transference number）是衡量电解质中某种离子迁移速率的比例指标。在锂离子电池中，锂离子是一种带正电荷的离子，经由电解质中的迁移而实现电流传输。因此，锂离子的迁移数反映了电流由正极到负极传输的比例关系，也即离子在电场中的迁移能力。 litfsi在锂离子电池中的作用 litfsi（lithium bis(fluorosulfonyl) imide）是一种常用的锂离子电池电解质添加剂。它通过提供锂离子来增加电池的容量，并改善电池的稳定性和循环寿命。litfsi的加入可以提高电解质的溶解度和对锂盐的锂离子的凝聚力，使电池具有更高的电导率。 litfsi的锂离子迁移数研究进展 1. 实验方法 为了研究litfsi的锂离子迁移数，研究者们采用了多种实验方法。常见的方法包括： •静电积分法（electrochemical integration）：通过测量阳极和阴极之间电流的比例关系，计算锂离子的迁移数。 •瞬态法（transient methods）：利用电压和电流的瞬态响应，计算锂离子的迁移数。

•核磁共振法（nuclear magnetic resonance）：通过观察锂离子与其他离子的相互作用，推导出锂离子迁移的比例关系。 2. 影响因素 litfsi的锂离子迁移数受到多种因素的影响。以下是一些重要的影响因素： •溶剂选择：不同的溶剂会对锂离子的迁移数产生显著影响。 •电解质浓度：一定浓度范围内，电解质浓度的增加会导致锂离子迁移数的增加。 •温度：提高温度可以增加锂离子的迁移数，但过高的温度会导致其他问题，如电池寿命的缩短。 3. 结果和应用 研究表明，litfsi的锂离子迁移数取决于电解质浓度、溶剂选择和温度等因素。通过对这些因素的优化，可以实现锂离子电池的性能提升。例如，增加litfsi的浓度可以提高电池的容量和功率密度，将其用于电动车等高功率应用。 此外，litfsi的锂离子迁移数对于电池的循环寿命和安全性也具有重要意义。过高的锂离子迁移数可能导致电池内部的不均匀分布，从而导致电池的寿命减少和安全性降低。因此，在设计和优化锂离子电池时，需要综合考虑锂离子迁移数和其他性能指标。 结论 litfsi作为一种常用的锂离子电池电解质添加剂，其锂离子迁移数的研究对于电池性能的改进和优化具有重要意义。了解影响锂离子迁移数的因素，可以指导我们更好地设计和优化锂离子电池。在未来的研究中，我们还需要进一步探索litfsi 的锂离子迁移数与其他性能指标之间的关系，以实现更高效、安全和可靠的锂离子电池应用。

电子迁移数的测量

离子迁移数的测量 1、电解重量分析法 将三个表面经抛光的固体电解质片串接在两电极之间，通直流电电解，经一定时间后，根据法拉第定律计算并分析各个电解质片的重量，可确定离子迁移数和电子迁移数。通电后导电离子迁移，会改变电解质片的重量，如果重量的变化量与根据法拉第定律计算的数量相等，则离子迁移数为1；如果重量差小于法拉第定律的计算量，则离子迁移数小于1。离子迁移数为： t i = W/QM 也可用此法鉴别导电离子种类：将两片电解质片固定在两金属电极之间；金属电极的成分是电解质的一个组分。若是阴离子导体；通电后，阴离子向阳极迁移，与阳极金属离子化合，使靠近阳极的电解质片增重，靠近阴极的电解质片减轻；若是阳离子导体，则阳离子迁移到阴极，使阴极增重，阳极则被电解减轻。不仅可判断导电离子种类，还可计算出离子迁移数。 2、电池电动势测量法 当固体电解质置于两个已知的参考电极之间，形成一可逆电池。此时，两电极间产生一固定的符合热力学的电动势E。若存在电子导电时，产生的电动势被电子导电产生的短路电流所减低。实际测量的电动势为E 将低于电池热力学理论电动势E。 L为电解质的厚度，L/G为电解质的离子阻抗，L/；「e为电解质的电子阻抗， E z= E - l i L/G = l e L/；「e 因为测量的是开路电压，所以有l i=l e,可得：匸E"二几（二e +；「1）消去l e 和l i E z=E G /（；「e +；「i）= Et i t i = E /E

E是电解质电池的理论热力学电动势，可由电池反应的自由焓变化 G计算： E=^ G /nF。（n为导电离子的电荷数） 电解质存在电子导电时测量到的电动势E，低于热力学电动势E。 由已知的热力学数据，和测量的电动势可从上式计算出电解质的离子迁移数t i和电子迁移数t e。（t e=l-t i） 电池电动势法测量离子迁移数，快速，简单，精确度较高。被广泛应用。 3、直流极化（Wagne极化）法测量 测量固体电解质低电子电导时，最好用Wagne极化电池法。 在固体电解质e的两边分别构成可逆电极r和阻塞电极b,形成测量电池。 在电池两端加一电压E （应低于电解质的分解电压），当导电离子扩散到阻塞电极b界面时，受到阻塞；初始阶段导电离子在电场作用下流动较快（电流较大）；但是由于阻塞电极的作用，离子流逐渐下降，当电位梯度产生的离子流和因浓度梯度引起的化学扩散离子流相等时， 子电流降为零（达到稳态）。此时电池的电流是只由电子和电子空穴流动所产生的。此时电解质中离子i的电化学势梯度为零： grad 0 电化学势的定义为：

锂电池的电解液

聚乙烯、聚丙烯微孔膜 锂电池的电解液是电池的一个重要组成部分，对电池的性能有很大的影响。在传统电池中，电解液均采用以水为溶剂的电解液体系。但是，由于水的理论分解电压只有1.23V，即使考虑到氢或氧的过电位，以水为溶剂的电解液体系的电池的电压最高也只有2V左右(如铅酸蓄电池)。锂电池电压高达3~4V，传统的水溶液体系显然已不再适应电池的需要，而必须采用非水电解液体系作为锂离子电池的电解液。锂电池电解液主要采用能耐高电压而不分解的有机溶剂和电解质。 锂离子电池采用的电解液是在有机溶剂中溶有电解质锂盐的离子型导体。一般作为实用锂离子电池的有机电解液应该具备以下性能： (1)离子电导率高，一般应达到10-3~2*10-3S/cm；锂离子迁移数应接近于1； (2)电化学稳定的电位X围宽；必须有0~5V的电化学稳定窗口； (3)热稳定好，使用温度X围宽； (4)化学性能稳定，与电池内集流体和恬性物质不发生化学反应； (5)安全低毒，最好能够生物降解。 适合的溶剂需其介电常数高，粘度小，常用的有烷基碳酸盐如PC，EC等极性强，介电常数高，但粘度大，分子间作用力大，锂离于在其中移动速度慢。而线性酯，如DMC(二甲基碳酸盐)、DEC(二乙基碳酸盐)等粘度低，但介电常数也低，因此，为获得具有高离子导电性的溶液，一般都采用PC+DEC，EC+DMC 等混合溶剂。这些有机溶剂有一些味道，但总体来说，都是能符合欧盟的RoHS, REACH要求的，是毒害性很小、环保有好性的材料。 目前开发的无机阴离子导电盐主要有LiBF4,LiPF6,LiAsF6三大类，它们的电

导率、热稳定性和耐氧化性次序如下： 电导率：LiAsF6≥LiPF6>LiClO4>LiBF4 热稳定性：LiAsF6>LiBF4>LiPF6 耐氧化性：LiAsF6≥LiPF6≥LiBF4>LiClO4 LiAsF6有非常高的电导率、稳定性和电池充电放电率，但由于砷的毒性限制了它的应用。目前最常用的是LiPF6。 目前常用的锂电池的所有材料，包括电解液都是能符合欧盟的RoHS, REACH要求的，是环保有好性的储能物品。 锂离子电池也存在着一定的缺点，如： 1）电池成本较高。主要表现在正极材料LiCoO2的价格高（Co的资源较少），电解质体系提纯困难。 2）不能大电流放电。由于有机电解质体系等原因，电池内阻相对其他类电池大。故要求较小的放电电流密度，一般放电电流在0.5C以下，只适合于中小电流的电器使用。 3）需要保护线路控制。 A、过充保护：电池过充将破坏正极结构而影响性能和寿命；同时过充电使电解液分解，内部压力过高而导致漏液等问题；故必须在4.1V-4.2V的恒压下充电； B、过放保护：过放会导致活性物质的恢复困难，故也需要有保护线路控制。锂/锰电池电解液 1，LiClO4的处理 将含有一定结晶水LiClO4的放在玻璃器皿内，并置于105—110℃烘箱总脱水数小时，直到变成白色粉末。再转到干燥器内冷却，粉碎。为了进一步脱去残余