ICS81.060.30 CCS Q32 备案号： JC 中华人民共和国建材行业标准 JC/T2779—2023 陶瓷电极材料离子传输性能试验方法 Test method for ion transport coefficient of ceramic electrodes 2023-12-20发布 2024-07-01实施 中华人民共和国工业和信息化部 发布 JC/T2779—2023 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草. 请注意本文件的某些内容可能涉及专利.本文件的发布机构不承担识别专利的责任. 本文件由中国建筑材料联合会提出. 本文件由全国工业陶瓷标准化技术委员会(SAC/TC194)归口. 本文件起草单位：上海应用技术大学、淄博高新技术产业开发区MEMS研究院、宁夏希虹新材料科 技有限公司、中国科学院上海硅酸盐研究所、江西赣锋锂电科技有限公司、湖南省新化县鑫星电子陶瓷 有限责任公司、山东工业陶瓷研究设计院有限公司. 本文件主要起草人：张骋、吕帅帅、刘通、郑晓虹、常程康、阮辰、靳晓健、蒋丹宇、戈志敏、李 俐、曹建平、陈常祝. I JC/T2779—2023 陶瓷电极材料离子传输性能试验方法 1范围 本文件描述了以电化学阻抗谱法(EIS)测定陶瓷电极离子传输性能的试验方法. 本文件适用的陶瓷电极离子传输性能的范围是10-10cm2/s~1016cm2/s. 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款.其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括的修改单）适用于本 文件. GB/T3102.5电学和磁学的量和单位 GB/T25995精细陶瓷密度和显气孔率试验方法 3术语和定义 GB/T3102.5界定的以及下列术语和定义适用于本文件. 3.1 陶瓷电极ceramic electrode 电池中输入或输出电流的陶瓷端子，用于离子的传输. 3.2 离子传输性能ion transport coefficient 陶瓷电极离子传输能力的表征，与电池的充放电性能密切相关，单位为cm2/s. 3.3 电化学阻抗谱electrochemical impedance spectroscopy(EIS) 将不同频率的小振幅的交流信号应用于电化学系统，测量交流信号电压与电流的比值随正弦波频率 (0)变化，如图1所示. -z 减小 R RR Z 1 JC/T2779—2023 标引符号说明： 0——频率： R——离子传输电阻： R——电荷转移电阻： Z——阻抗实部： Z”——阻抗虚部. 图1阻抗谱示意图 3.4 等效电路equivalent circuit 将电化学系统抽象作一个由电阻(R)、恒电位元件(CPE)和电感(L)等基本元件组成的电路 模型，用于阻抗谱的分析，如图2所示. CPE R Rt 标引符号说明： R1—离子传输电阻 R——电荷转移电阻. 图2等效电路示意图 4原理 利用电化学阻抗谱法(EIS)对样品进行测试，得到高、低频阻抗曲线.如图1所示，高频区域的阻 抗谱与X轴相交的截距为Ri 高频区域的阻抗谱为电荷转移电阻Rct.通过处理低频阻抗谱，可以得到韦 伯系数()，按公式(1)计算出离子传输性能(D). R2T2 D= (1) 2A2n*F*C202 式中： D—离子传输性能，单位为平方厘米每秒(cm2/s): A—铂浆印刷面积，单位为平方厘米(cm2); R—气体常数(R=8.314) 单位为焦每摩尔开尔文[J/(molK)]: T环境温度，单位为开尔文(K): n——转移电荷数(n=1): F—法拉第常数(F=96500) 单位为库仑每摩尔(C/mol): C—离子浓度，单位为摩尔每立方厘米(mol/cm3): —一韦伯系数. 2 JC/T2779—2023 5测试仪器 具有补偿功能的交流阻抗仪. 6样品 6.1样品形状尺寸 直径10mm~20mm、厚度0.5mm~2mm的圆片. 6.2表面粗糙度 样品的表面粗糙度Ra应小于0.2um. 6.3样品制备 通过丝网印刷将陶瓷电极测试样品的两个圆面以铂浆完全覆盖，在两侧的铂浆中分别嵌入一条铂丝 作为导线.先将样品放入干燥箱60℃干燥2h 再将样品放入马弗炉中，在900℃热处理1h.用万用表确 认铂丝与印刷的铂浆之间的可靠连接.测试样品示意图如图3所示. 铂丝 铂丝 陶瓷 铂浆 电极 铂浆 陶瓷电极 正面 反面 b a)俯视图 b)侧视图 图3测试样品示意图 7测试 7.1体积密度 样品的体积密度根据GB/T25995规定的方法测得. 7.2电化学阻抗谱 将样品与交流阻抗仪连接，如图所示.对于不同的电极，应调整交流电...
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