GITT扩散系数计算公式

蓝电数据处理软件新版内嵌了GITT分析工具，计算锂扩散系数具有四个公式：

GITT测试核心思想

所有GITT扩散系数计算公式都源于对一个”电流脉冲-弛豫”周期的分析：

D，扩散系数，计算目标 (cm²/s)；t 或τ，恒电流脉冲持续时间 (s)；ΔE_s稳态电位变化 = |E1 – E4|，反映电流脉冲造成的总浓度变化ΔE_t或 ΔE_τ瞬态电位变化 = |E2 – E3|，反映脉冲期间由于极化而未弛豫的电压
公式1：基于摩尔体积和活性材料质量

D^GITT=(4/πt)×(m_BV_M/ M_BS)²×(ΔE_s/ΔE_t)²m_B

电极中活性物质的质量 (g)M_B，活性物质的摩尔质量 (g/mol)V_M,活性物质的摩尔体积 (cm³/mol)S,电极与电解液的接触面积(cm²)，组合项(m_BV_M/ M_BS) 表示有效扩散厚度，如果S取电极表面积，类似于电极厚度L

使用场景：这是最经典、最通用的GITT扩散系数公式，适用于清楚地知道电极中活性物质的质量、摩尔质量、摩尔体积以及确切电化学活性面积的情况，常用于成分明确的复合电极。
公式2：基于活性物质密度

D^GITT=(4/πt)×(m_B/ ρS)²×(ΔE_s/ΔE_t)²ρ

活性物质的表观密度 (g/cm³)，组合项(m_B/ ρS) 表示有效扩散厚度。

使用场景：摩尔体积 V_M= M_B/ ρ，公式2是公式1的等价形式。当知道活性物质的密度而不是摩尔体积时，使用这个公式更为方便。在实际研究中，这两个公式可等同使用。公式3：基于颗粒半径

D^GITT= (4/πτ) × (R_s/3)²× (ΔE_s/ΔE_τ)²R_s

活性物质的颗粒半径 (cm)；R_s/3，特征扩散长度，适用于球形颗粒扩散模型。

使用场景：专门适用于球形或近似球形的颗粒。通过扫描电子显微镜 SEM等能够直接测量或已知活性物质颗粒的半径时，使用这个公式最为直接和准确，假设离子在球形颗粒内部进行径向扩散。公式4：基于电极厚度

D^GITT=(4L²/πt)×(ΔE_s/ΔE_t)²L

电极的厚度 (cm)，直接将电极厚度L作为扩散的特征长度。

使用场景：最简化的公式，将整个电极视为一个致密的平板或薄膜。适用于薄膜电极，或者可以忽略孔隙、将其视为一个整体块状材料的电极。在这个模型中，离子在一维方向上穿过整个电极厚度L进行扩散。如何选择公式

选择哪个公式取决于你对电极结构的认知和哪些参数是已知且可靠的：

注意事项