电解质电化学窗口的测试方式-LSV

电解质的电化学稳定性评估,其核心指标即为电化学窗口,而线性扫描伏安法(LSV)则是衡量此窗口的常用手段。

在有机或无机固态电解质的研究领域,LSV测试方法占据主导地位。它通过观测电压与电流间的动态关系,进而确定电解质材料所能承受的最高电压阈值,为判断电解质是否适用于高压正极提供了重要依据。

目前,文献中记载的LSV测试电池组装方法主要分为两种类型:

首先,第一种组装方式如图1所示:

电解质电化学窗口的测试方式-LSV-有驾

这种纽扣电池组装形式在学术文献中的应用最为广泛。

其次,第二种组装方式如图2所示:

电解质电化学窗口的测试方式-LSV-有驾

此种组装方法的关键在于将正极侧的不锈钢片替换为super-P。这一改变主要考虑到锂离子电池的实际运行条件,其中工作电极多为多孔结构,导电碳添加剂在阴极中发挥着不可或缺的作用。此外,电解质在高电子导电性的界面上更易发生氧化降解。因此,采用super-p电极作为对电极进行测试,有助于更真实地反映电解质在实际电池环境中的表现。(参考文献:Energy Storage Materials 50 (2022) 495–504;J. Mater. Chem. A, 2020, 8, 2769–2776)。

关于LSV的测试速率,其选择需根据实际测试需求而定。多数文献中采用的扫描速率范围在1-10mv/s之间。不同扫描速率下的测试结果可能存在差异,因此需结合所研究的电解质特性,选择适合的扫描速率。

至于如何从LSV图中解析电解质的氧化电位:

电解质电化学窗口的测试方式-LSV-有驾

图片来源:Energy Storage Materials 61 (2023) 102885

一般而言,当电流出现显著变化时,通常意味着电解质界面发生了较为严重的氧化反应。此时所对应的电位即为电解质的氧化电位。

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