电动汽车电池健康状况可以实现无损检测？究竟是怎么实现的？
东京都立大学的研究人员已经证明，电化学阻抗谱（EIS）可以成为研究全固态锂金属电池退化机制的强有力的非破坏性工具。他们研究了通过气溶胶沉积和加热制备的陶瓷基全固态锂金属电池，确定了导致性能下降的特定界面。相关报道发表在ACS《Applied Materials & Interfaces》杂志上，准确地强调了将这些顶级电池推向市场需要克服的工程障碍。
电动汽车是全球减少碳排放努力的重要组成部分。每辆电动汽车的核心都是电池。电池设计仍然是最大行驶里程和提高车辆安全性的关键瓶颈。其中一种被提出的解决方案是全固态锂金属电池，它有可能提供更高的能量密度、安全性和较低的复杂性，但技术问题继续阻碍着它们的更广泛应用。
一个主要问题是电极和固体电解质之间大的界面电阻。在许多电池设计中，阴极和电解质材料都是脆性陶瓷。这使得它们之间很难有良好的接触。诊断哪个接口真正导致了问题也是一个挑战。研究全固态锂金属电池的退化通常需要将其切开，这种方法导致我们不可能发现电池在工作时发生了什么。
东京都立大学Kiyoshi Kanamura教授领导的团队一直在利用一种称为气溶胶沉积的技术开发具有较低界面电阻的全固态锂金属电池。微观正极材料块被加速到陶瓷电解质材料层，在那里它们碰撞并形成致密层。
为了克服碰撞时产生裂纹的问题，该团队在大块正极材料上涂上了一种“焊料”材料，即一种更柔软、熔点低的材料，可以经过热处理，使新形成的正极和电解质之间产生良好的接触。最终的全固态Li/Li7La3Zr2O12/LiCoO2电池在0.2°C和60°C下的初始放电容量均高达128 mAh g-1，并在30次充放电循环后保持87%的高容量保留率。对于含有陶瓷氧化物电解质的全固态锂金属电池来说，这是一个不错的结果，这使得真正掌握锂金属电池如何退化变得更加重要。
在这里，研究小组使用了电化学阻抗谱，一种在电化学中广泛使用的诊断工具。通过解释电池对不同频率电信号的反应，他们可以分别测出电池中不同接口范围内的电阻。在他们的新电池中，他们发现正极材料和焊料之间的电阻增加是电池容量衰减的主要原因。重要的是，他们在没有拆解电池的情况下实现了这一点。他们还能够使用原位电子显微镜来佐证了这一判断，原位电子显微镜清楚地识别出循环过程中的界面开裂。
该团队的创新不仅实现了先进的电池设计，而且更重要的是使用一种无损伤、广泛使用的方法为电池的进一步改进提供依据。这有利于加快电动汽车电池的开发进程。
《电化学阻抗谱》（化学工业出版社2014年出版），该书详细地论述了不同电化学过程的电化学模型，介绍了电化学阻抗谱解析的目标。最后，阐述了采用统计分析方法，分析电化学阻抗谱测试的误差，包括介绍K-K转化方法分析、确定电化学动力学模型的正确性。同时，对电化学阻抗谱技术的发展、应用及其存在的问题进行了回顾总结，并列出了一些重要的参考资料。该书是一本集电化学阻抗谱基础知识、电化学动力学、电化学阻抗谱实验与阻抗谱解析与分析的好书。
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