[发明专利]一种测试固体电解质中离子扩散系数的方法

摘要

一种测试固体电解质中离子扩散系数的方法。该方法首先在一定温度下对待测固体电解质施加电场，使材料中离子浓度形成梯度分布，然后撤去电场，间隔一定时间用激光共聚焦显微拉曼光谱仪沿电场方向间隔一定距离测试材料的拉曼光谱；然后用待测离子的拉曼光谱特征峰峰位的积分面积与总积分面积之比代表离子浓度，从而得出撤去电场不同时间后的离子浓度分布；最后利用离子浓度与时间、空间位置的函数关系进行拟合，得出离子的扩散系数。该方法操作简便，能够快速准确测出固体电解质中离子的扩散系数。

主权项

1.一种测试固体电解质中离子扩散系数的方法，所述方法包括以下步骤：将固体电解质切割成长方体形状，在所述固体电解质长度或宽度方向的两个相对端面上分别设置电极，将两个所述电极密封；将密封电极后的所述固体电解质加热至第一温度，在两个电极之间，从一侧的电极边缘开始，每间隔一定距离测试所述固体电解质的拉曼图谱；对所述固体电解质施加电场并在所述第一温度下保温一定时间；撤去电场，设置测试时间为t＝0min，在两个电极之间，从一侧的电极边缘作为测试起始位置，沿施加的电场方向，间隔一定距离测试所述固体电解质的拉曼图谱；然后间隔一定时间，在两个电极之间从所述测试起始位置，沿施加的电场方向，间隔一定距离再重复测试拉曼图谱一次或更多次；对测试得到的拉曼图谱进行分峰拟合，用拉曼光谱中待测离子或待测离子空位的对应峰的积分面积与所有峰的积分面积之比表示所述待测离子或所述待测离子空位的浓度，得出未施加电场前所述固体电解质中所述待测离子或所述待测离子空位的平均浓度C₀、撤去电场后不同测试时间时所述待测离子或所述待测离子空位浓度沿电场方向的分布、以及从所述测试起始位置到撤去电场后测试时间为t时所述待测离子或所述待测离子空位浓度等于C₀时的位置之间的距离L；对时间为t＝0min时得到的所述待测离子或所述待测离子空位的浓度分布进行直线拟合，得到t＝0min时所述待测离子或所述待测离子空位的浓度分布直线，再利用所述待测离子或所述待测离子空位浓度与时间、空间位置的函数关系进行曲线拟合，得到所述待测离子或所述待测离子空位随时间、空间位置变化的浓度分布曲线，计算得到所述第一温度下所述待测离子或所述待测离子空位的扩散系数。