锂电池的EIS图中每个频段对应的阻抗分别代表什么

锂离子在电极中的脱出和嵌入过程包括以下几个步骤

（1）电子通过活性材料颗粒间的输运、锂离子在活性材料颗粒空隙间电解液中的输运；

（2）锂离子通过活性材料颗粒表面绝缘层( SEI 膜) 的扩散迁移;

（3）电子/ 离子导电结合处的电荷传输过程;

（4）锂离子在活性材料颗粒内部的固体扩散过程;

（5）锂离子在活性材料中的累积和消耗以及由此导致活性材料颗粒晶体结构的改变或新相的生成。

锂离子在脱出和嵌入过程的典型EIS谱包括5个部分

（1）超高频区域(10 kHz 以上) ，与锂离子和电子通过电解液、多孔隔膜、导线、活性材料颗粒等输运有关的欧姆电阻，在EIS 谱上表现为一个点，此过程可用一个电阻Rs表示;

（2）高频区域，与锂离子通过活性材料颗粒表面绝缘层的扩散迁移有关的一个半圆，此过程可用一个RSEI /CSEI并联电路表示。其中，RSEI即为锂离子扩散迁移通过SEI 膜的电阻;

（3）中频区域，与电荷传递过程相关的一个半圆，此过程可用一个Rct /Cdl并联电路表示。Rct为电荷传递电阻，或称为电化学反应电阻，Cdl为双电层电容;

（4）低频区域，与锂离子在活性材料颗粒内部的固体扩散过程相关的一条斜线，此过程可用一个描述扩散的Warburg 阻抗ZW表示;

（5）极低频区域( <0. 01Hz) ，与活性材料颗粒晶体结构的改变或新相的生成相关的一个半圆以及锂离子在活性材料中的累积和消耗相关的一条垂线组成，此过程可用一个Rb /Cb并联电路与Cint组成的串联电路表示。其中，Rb 和Cb 为表征活性材料颗粒本体结构改变的电阻和电容，Cint为表征锂离子在活性材料累积或消耗的嵌入电容。

EIS测试是频率范围一般为10mHZ—10kHZ，振幅为5mV。所以得到的EIS图一般为与实轴的一个焦点，即（1）中的欧姆电阻Rs，两个半圆或一个半圆，以及一条45°左右的斜线。

转自：“萤火科研”微信公众号

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