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摘要
传统的电池材料性能测试方法将材料制成半电池或全电池，并根据电池性能(如能量密度、倍率性能、体积形变等)反推材料性能，如实际克容量、平衡电势、扩散系数、离子/电子电导、交换电流密度、体积膨胀率等。该方法存在以下两方面问题：第一，误差显著：电池含有多种材料，单体性能测试结果受到不同材料各自热/动力学过程的混合影响，不能反映单一材料性能；第二，浪费巨大：电池单体容量远超单个粉体颗粒容量，以单体为对象进行材料性能测试将浪费大量物料、电能、时间。综合比较不同尺度电池研究对象后，本工作认为直接对单个颗粒开展电化学测试既剥离了电极中非活性物质及孔隙的影响，又保留了材料缺陷、微观结构等特性，是目前表征材料动力学性能的理想方案。本工作围绕锂离子电池单颗粒动力学表征方法，梳理了单颗粒尺度测试技术，并在测试体系、测试对象、对象可选择性、嵌锂态控制、外部应力等方面综合比较了各种方法。基于此，从材料性能表征与材料参数获取两方面论述了基于接触式单颗粒微电极和连接式单颗粒微电极的动力学表征方法。最后，综述了单颗粒动力学表征方法与其他材料表征方法的联用案例以及发展方向。
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