图1 ICI和GITT方法的比较。a，b） 在相同测试时间尺度上，ICI方法和GITT中电流是如何被控制的。c，d） 电极电位（E）与步长时间（t）的关系。e，f） 电极电位与步长时间的平方根的关系。
如图2所示，设计了一种改进的GITT方法，以与GITT、ICI以及EIS测量的结果进行比较。以NMC811作为工作电极，组装了两个相同的三电极非水系Li金属电池，它们在改进的GITT协议的两个循环中表现出相似的行为。为了推导扩散系数，需要进行两个测量：半无限扩散过程中的dE/d和OCP斜率。因此，首先比较了GITT和ICI方法得到的这两个值。然后再给出由这两种方法计算出的扩散系数。分别采用GITT方法和ICI方法对电流脉冲和静置期间获得的数据进行分析，如图2所示。
图2 改进的GITT方案，用于比较GITT、ICI和EIS的结果。电极电位E在“电流开”（I = 20 mA g-1）和“电流关”（I = 0）期间与时间t的关系。
图3展示了三种方法得到的k值。在3.8 V以上，ICI和GITT测定的k值接近。放电过程中，EIS法测得的k值略高于GITT法和ICI法，而后两者所得k值接近。据报道，NMC111在低荷电态下的电荷转移电阻增加，将Warburg元件推至低于10 mHz的频率。这表明10 mHz以上的EIS、5~40 s数据选择间隔的GITT法和ICI法不能表征3.7 V以下的扩散过程。在3.7和3.8 V之间，充电期间可以观察到GITT和ICI方法之间的不一致，但在放电期间不会观察到。这种差异可能是充电和放电过程中阻抗的变化和两种技术的数据选择时间间隔的不同造成的。图3证明EIS、GITT和ICI方法在各自限制条件内一致。
图3 GITT法、ICI法和EIS法得到的扩散电阻系数比较。电池1的NMC811在充放电过程中的扩散电阻系数k随电极的OCP变化曲线绘制在a，b中。
在计算扩散系数时，用这些方法确定的另一个量是OCP斜率。图4给出了GITT和ICI法得到的OCP斜率的比较。在3.65 V以上，两种方法的差值最小。低荷电态下的偏差可能与上面讨论的高电荷转移电阻有关。尽管如此，在大多数荷电态区间，二者具有良好一致性。这表明，ICI法可以提供计算扩散系数所需的电化学参数。通过跳过耗时的弛豫阶段，ICI方法可以节省大约90%的时间。
图4 GITT法与ICI法的OCP斜率比较。
采用GITT和ICI方法得到的不同荷电态下NMC811中Li 的扩散系数如图5所示。结果与之前报道的NMC811的Li 扩散系数非常接近。在3.8 V以上，从GITT和ICI方法得到的值是接近的。在3.7 V以下，两种分析之间存在差异，因为如前所述两种方法都没有表征扩散过程。可以得出，在3.7V以上，两种方法的结果基本一致，而在3.8V以上，两种方法的结果更为一致。这证明了ICI方法作为GITT替代方法的有效性。
