为了剖析电极尺度上的性能限制因素，需要直接表征微尺度单粒子。近日，北京理工大学Haosen Chen与Weili Song等建立了一个单粒子电化学装置并开发了一个基于物理的模型，用于从电化学阻抗测量中提取固相扩散系数（Ds）和交换电流密度（i0），从而实现了单颗粒LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂电化学动力学参数与对应多孔电极性能的关联。

文章要点

1）研究人员对粒径分布2.5-10um和碳包覆层厚度为7-300nm的单个NCM111颗粒进行了电化学阻抗谱测试。然后他们开发了一种物理模型用于从电化学阻抗谱的结果中确定单个活性颗粒的本征动力学参数（固相扩散系数和交换电流密度）。

2）研究人员发现交换电流密度与颗粒表面碳包覆情况密切相关。在较高的充电截止电压下NCM111单颗粒的Ds和i0都表现出明显的不可逆特征，这说明随着首周容量的增加颗粒的电化学不可逆性也在增加。

3）此外，研究人员还建立了多孔电极在不同衰减状态下的容量与单颗粒i0的关系。这种联系为定量分析电池衰减机制提供了重要依据。

参考文献

Xu Li et al, Correlating Electrochemical Kinetic Parameters of Single LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2Particles with the Performance of Corresponding Porous Electrodes, Angewandte Chemie, 2022

DOI: 10.1002/ange.202205394

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202205394?af=R