Verbundelektrolyten ziehen aufgrund ihres Potenzials, die Vorteile sowohl anorganischer als auch polymerer Elektrolyte zu kombinieren, erhebliches Interesse in der Forschung zu Festkörperbatterien auf sich. Der Ionentransport in diesen Elektrolyten wird häufig mithilfe der elektrochemischen Impedanzspektroskopie untersucht, wobei jeder Impedanzbeitrag typischerweise einem Ladungsmigration- und Polarisationprozess zugeordnet wird, der mit einer spezifischen Phase oder Schnittstelle im Verbund verbunden ist. Hier geben wir grundlegende Einblicke in die Wechselbeziehung zwischen Impedanzspektren und Ladungstransport unter Verwendung von elektrischen Netzwerk-Simulationen. Wir zeigen, dass es bei 3D-Verbundelektrolyten oft physikalisch nicht gerechtfertigt ist, Impedanzbeiträge einzelnen Phasen oder Schnittstellen zuzuordnen. Die räumliche Verteilung des Wechselstroms in diesen Materialien hängt von der Anregungsfrequenz, der Meso-Struktur sowie den elektrischen und dielektrischen Eigenschaften aller Bestandteile und ihrer Schnittstellen ab. Dies führt zu Maxwell–Wagner-ähnlichen Impedanzbeiträgen, die keine einfache Entsprechung zu den Mechanismen der Gleichstromleitung haben, d.h. es führt zu Impedanzbeiträgen, die von den elektrischen und dielektrischen Eigenschaften mehrerer Phasen abhängen. Wir diskutieren die Wechselbeziehungen mit klassischen Gleichungen der effektiven Mediumtheorie, z.B. dem Maxwell–Wagner-Modell, den Einfluss der Partikelgröße und praktische Implikationen für die Impedanzanalyse von keramisch-polymerem Verbundelektrolyten als einem wichtigen Modellfall. Unter anderem wird das weit verbreitete LLZO–PEO-System als spezifisches Beispiel betrachtet. Die abgeleiteten Schlussfolgerungen sind allgemein und erstrecken sich auf andere heterogene Systeme wie Verbundkathoden.
Kremer et al. (Mi,) untersuchten diese Frage.