Tre diversi metodi per determinare il coefficiente di diffusione negli elettrodi delle batterie

La reazione elettrochimica più importante in un elettrodo di intercalazione, come in una batteria agli ioni di litio, è la reazione di intercalazione. I coefficienti di diffusione delle specie intercalate sono i parametri chiave che determinano le proprietà della cella della batteria. Maggiore è il valore del coefficiente di diffusione, più veloce o facile è l'inserimento/desinserimento delle specie intercalate e, infine, migliori sono le prestazioni della batteria. La cronoamperometria e la cronopotenziometria sono tecniche tradizionali per misurare il coefficiente di diffusione nel caso di diffusione lineare semi-infinita. Per il caso di diffusione finita, sono disponibili diverse tecniche e analisi, come l'analisi di Levich e il fitting EIS con l'elemento Winf. L'analisi dell'impedenza può essere eseguita anche su batterie Li-ion commerciali per ricavare informazioni sul coefficiente di diffusione delle specie introdotte. In questo articolo vengono presentati i tre metodi, EIS, GITT e PITT, vengono eseguiti i risultati e le analisi e vengono spiegati i limiti dei metodi.