Interpretation of potential intermittence titration technique experiments for various Li-intercalation electrodes∗

• Published in: Condensed Matter Physics
• Date: 2002
• Main Authors: Levi, M.D., Aurbach, D., Vorotyntsev, M.A.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 2002
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120602
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Interpretation of potential intermittence
 titration technique experiments for
 various Li-intercalation electrodes∗ / M.D. Levi, D. Aurbach, M.A. Vorotyntsev // Condensed Matter Physics. — 2002. — Т. 5, № 2(30). — С. 329-362. — Бібліогр.: 29 назв. — англ.

In this paper we compare two different approaches for the calculation of the
 enhancement factor Wi
 , based on its definition as the ratio of the chemical
 and the component diffusion coefficients for species in mixed-conduction
 electrodes, originated from the “dilute solution” or “lattice gas” models for
 the ion system. The former approach is only applicable for small changes
 of the ion concentration while the latter allows one to consider a broad
 range of intercalation levels. The component diffusion coefficient of lithium
 ions has been determined for a series of lithium intercalation anodes
 and cathodes. A new “enhancement factor” for the ion transport has been
 defined and its relations to the intercalation capacitance and the intercalation
 isotherm have been established. A correlation between the dependences
 of the differential capacitance and the partial ion conductivity on
 the potential has been observed. It is considered as a prove that the intercalation
 process is controlled by the availability of sites for Li-ion insertion
 rather than by the concurrent insertion of the counter-balancing electronic
 species. В цій роботі ми порівнюємо два різних підходи для розрахунку підсилюючого фактора Wi , ґрунтуючись на його означенні як співвідношенні коефіцієнтів хімічної та компонентної дифузії для компонент в
 електродах із змішаною провідністю. Ці підходи беруть свій початок
 від моделей “розведеного розчину” або “ґраткового газу” для іонних систем. Перший з цих підходів застосовний лише у випадку малих змін іонної концентрації, тоді як другий дозволяє розглядати інтеркаляції у широкому діапазоні рівнів. Коефіцієнт компонентної дифузії іонів літію був визначений для серії анодів і катодів інтеркальованих літієм. Був означений новий “підсилюючий фактор” для іонного транспорту та встановлений його зв’язок з інтеркаляційною теплоємністю та ізотермою інтеркаляції. Спостерігалась кореляція між
 залежностями диференціальної ємності від потенціалу та парціальної іонної провідності від потенціалу. Це розглядається як доказ того,
 що інтеркаляційний процес контролюється доступністю центрів для
 розміщення іонів Li, а не одночасним розміщенням збалансовуючих
 електронних компонент.