通用迁移率包含完整的热力学驱动力，而电迁移率仅分离出电场贡献部分。 在固态电池中，通用迁移率 (B_i) 将物种的漂移速度或通量与该物种的总电化学势梯度（包括化学效应和静电效应）联系起来。相比之下，电迁移率 (b_i) 仅将漂移速度与内部电场联系起来。
关键区别在于驱动力的定义： 使用通用迁移率来描述由浓度梯度、化学势梯度和电势梯度引起的耦合传输；使用电迁移率仅描述由电场驱动的漂移。
每种迁移率的测量内容
通用迁移率响应电化学势
对于物种 (i)，通用迁移率可写为
[ v_i=-B_i\frac{d\eta_i}{dx} ]
其中 (v_i) 是宏观漂移速度，(\eta_i) 是总电化学势。
相应的通量表达式为
[ J_i=-[i]B_i\frac{d\eta_i}{dx} ]
其中 ([i]) 是传输物种的浓度。
电迁移率响应电场
电迁移率仅根据电场贡献来定义：
[ v_i=-b_i\frac{d\phi}{dx} ]
由于内部电场为
[ E=-\frac{d\phi}{dx}, ]
电迁移率描述的是由 (E) 产生的漂移，而不单独包含浓度或化学势梯度。
该区别适用于离子和电子
对于离子，电化学势包括化学活性、浓度和电势贡献。
对于电子，概念上的区别同样适用，尽管载流子电荷为负，且相关的电化学势通常使用电子化学势或与费米能级相关的量来表示。
为什么这种区别在固态电池中很重要
固体电解质很少经历纯电驱动
在固体电解质中，离子传输可以由锂化学势、缺陷浓度、相组成和电势的梯度驱动。
因此，仅使用电迁移率来解释测量到的传输现象可能会掩盖化学梯度的贡献。
混合离子-电子导体具有耦合传输
在混合离子-电子导体 (MIEC) 中，离子和电子可能在同一材料中移动。
它们的通量响应电化学势梯度，由此产生的电流可以重新分配电荷并改变局部成分。因此，通用迁移率是分析这些材料中传输现象更完整的参数。
内阻不仅仅取决于场驱动的漂移
电池电阻反映了电荷载流子通过电解质、电极、界面和活性材料的耦合运动。
一种材料在电场下可能表现出良好的电响应，但仍会因浓差极化或化学势梯度而表现出传输限制。
驱动力有何不同
化学梯度可以在没有外场的情况下驱动传输
如果物种的浓度或化学势在空间上发生变化，即使宏观电场为零，该物种也会发生扩散。
通用迁移率捕捉到了这种行为；而电迁移率则不能。
电场可以直接驱动带电物种
电场对带电载流子施加力。
这种场驱动分量就是电迁移率所代表的部分，其方向取决于载流子的电荷。正离子沿电场方向漂移，而电子在相同的常规电场定义下表现出相反的响应。
总运动可以结合两种效应
在工作电池中，化学驱动力和电驱动力通常并存。
因此，观测到的通量是电化学势梯度的综合结果，而不是纯粹的场驱动漂移。
将这些概念应用于离子和电子传输
对于锂离子传输
通用迁移率有助于评估锂离子通过固体电解质的运动，其中锂化学势和缺陷浓度的梯度可能非常显著。
当实验专门设计用于分离锂离子对施加电场的响应时，电迁移率非常有用。
对于电子传输
电迁移率有助于表征电子导电相中场驱动的电子或空穴运动。
当电子传输与成分、载流子浓度、化学势或电极状态的变化耦合时，必须使用通用迁移率。
对于混合离子-电子导体
MIEC 需要区分离子和电子的贡献，同时认识到两者都受电化学势梯度支配。
仅使用一种迁移率定义可能会导致对电导率、极化或电流分布的解释不完整。
理解权衡
通用迁移率更完整，但更难确定
由于通用迁移率包含了化学和电学贡献，它能更好地代表真实的电池工作条件。
然而，分离电化学势梯度的各个分量需要受控的实验以及关于浓度、活性、缺陷化学和电势的可靠信息。
电迁移率更简单，但范围更窄
电迁移率便于描述对施加场的响应，并支持在受控条件下对材料进行比较。
其局限性在于它本身不能描述扩散或化学势驱动的传输。
迁移率不应与电导率混淆
迁移率描述的是单个载流子对特定驱动力的响应难易程度。
电导率还取决于载流子浓度和电荷，因此如果移动载流子的浓度很低，材料可能具有高迁移率但电导率一般。
宏观测量可能结合了多种机制
测量到的电流可能包括体传输、晶界传输、电极极化、界面反应和泄漏路径。
因此，提取 (B_i) 或 (b_i) 需要能够区分预期传输机制的测试配置和分析方法。
如何将此应用于您的项目
合适的迁移率取决于目标是分离场驱动的运动，还是描述与电池相关的总传输。
- 如果您的主要关注点是固体电解质离子传输： 当浓度和化学势梯度可能起作用时，请使用通用迁移率，不要将电迁移率解释为完整的传输描述符。
- 如果您的主要关注点是场驱动的载流子响应： 使用电迁移率来量化专门由内部电场引起的漂移。
- 如果您的主要关注点是混合离子-电子导体： 分别分析离子和电子的电化学势梯度，同时考虑它们的耦合效应。
- 如果您的主要关注点是最小化电池电阻： 使用通用传输分析，因为化学极化和浓度梯度可以与电场驱动的运动同时起作用。
- 如果您的主要关注点是设计表征实验： 选择能够独立控制或测量化学势梯度和电势梯度的电池和协议。
实用规则很简单：电迁移率描述了一个驱动力分量，而通用迁移率描述了完整的电化学传输问题。
总结表：
| 方面 | 通用迁移率 (B_i) | 电迁移率 (b_i) |
|---|---|---|
| 驱动力 | 总电化学势梯度 | 仅电场 |
| 包含化学梯度 | 是 | 否 |
| 通量方程 | J = -[i]B_i dη/dx | J = -[i]b_i dφ/dx |
| 用于 | 耦合传输，扩散 + 漂移 | 仅场驱动漂移 |
| 适用场景 | 固体电解质、MIEC、电池电阻 | 孤立的场响应实验 |
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