锌离子电池的电导率是衡量其电解质离子传输能力的关键参数,直接影响电池的倍率性能、功率密度和整体效率。
电解质电导率测试方法
这部分测试主要关注电解质本身(液态或凝胶态)的离子传导能力。
交流阻抗法 (AC Impedance):这是测量电解液电导率z标准且常用的方法。
基本原理:对电解液施加一个小幅度的正弦交流电压,测量其阻抗响应。
关键步骤:使用具有已知池常数的电导率池(通常配备铂黑电极以减少极化效应)盛装电解液。通过电化学工作站测量阻抗,并在奈奎斯特图上找到高频区与实轴的截距,此即电解液的本体电阻 (Rₕ)。
计算公式:电导率 κ = K / Rₕ,其中 K 为电导率池常数,通常使用标准氯化钾 (KCl) 溶液进行标定获得。
四电极法:此法主要用于消除测量系统中接触电阻和极化效应带来的误差,特别适用于高电导率或含有氧化还原活性物质的电解液体系。
原理:外侧的两个电极施加恒定的交流电流,内侧的两个电极测量溶液的真实电势差,从而计算出体积电阻率。
测试注意要点:
温度控制:电导率对温度非常敏感,测试时必须在恒温条件下进行(例如 25°C ± 0.5°C),并在报告中注明测试温度。
浓度影响:锌盐浓度存在一个z佳值。浓度过低,载流子数量少;浓度过高,则离子缔合和粘度增大会降低电导率。
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