Ինչպե՞ս օգտագործել AC դիմադրության տվյալները՝ լիթիումի էլեկտրական նյութի դիֆուզիոն գործակիցը որոշելու համար:

著者：Iflowpower – ຜູ້ຜະລິດສະຖານີພະລັງງານແບບພົກພາ

Լիթիում-իոնային մարտկոցը Li +-ի միգրացիան և տարածումն է դրական և բացասական բևեռների միջև, իսկ Li-ի կոնցենտրացիայի տարբերությունը հաստատվում է դրական և բացասական էլեկտրոդների միջև՝ դրանով իսկ կուտակելով էլեկտրական էներգիա: Հետևաբար, Li +-ի միջև դիֆուզիոն դրական և բացասական բևեռների միջև ազդում է լիթիումի իոնային մարտկոցի աշխատանքի վրա: Եթե ​​մենք դասավորված լինենք տարբեր հղումներով՝ Li +-ի արագ-դանդաղ արագություններից, ապա կասկած չկա, որ էլեկտրոլիտում Li +-ի դիֆուզիան ամենաշատն է:

Արագ, որին հաջորդում է Li +-ի լիցքի փոխանակման գործընթացը դրական և բացասական մակերևույթում, այս գործընթացի արագությունը համեմատաբար դանդաղ է, հեշտ է սահմանափակել սահմանափակումների մեղմացումը, իսկ Li +-ն ամենադանդաղն է դրական և բացասական նյութի մեջ, սա նաև հաճախ բանալին է լիթիումի իոնային մարտկոցի խոշորացման աշխատանքը սահմանափակելու համար: Որպես ակտիվ նյութի մեջ ռեակտիվ նյութի պինդ փուլի դիֆուզիոն հիմնական պարամետր, պինդ փուլի դիֆուզիոն գործակիցը նյութի քանակի բանալին է, բայց նյութերի պարամետրերը պարզ չեն: Ընդհանրապես, ակտիվ նյութի պինդ փուլի դիֆուզիոն գործակիցը հաշվարկելու մեթոդն ունի կարևոր պոտենցիալ տիտրում, մշտական ​​հոսանքի տիտրում և AC դիմադրության տվյալներ:

Վերջերս Գերմանիայի Դրեզդենի տեխնոլոգիական համալսարանի Tienquangnguyen-ը (Առաջին սերվերները) և Corneliabreitkopf-ը (թղթակից հեղինակ) առաջարկեցին AC դիմադրության տվյալների միջոցով դիֆուզիոն գործակիցներ ստանալու նոր միջոց: EIS տվյալների օգտագործմամբ նյութեր ձեռք բերելու դիֆուզիոն գործակիցը նոր հասկացություն չէ: Եղել են բազմաթիվ մոդելներ, որոնք օգտագործել են դիֆուզիոն դիմադրության արժեքը AC դիմադրության մեջ էլեկտրոդի կամ նյութի դիֆուզիոն գործակիցը հաշվարկելու համար, բայց այդ մոդելները սովորաբար պետք է համակցվեն դիֆուզիայի հետ:

Պարամետրերի հաշվարկ, ինչպիսիք են երկարությունը, և այս արժեքը սովորաբար մոտավոր է էլեկտրոդի հաստությամբ կամ մասնիկների շառավղով: Այն եղանակը, որը Tienquangnguyen-ն առաջարկեց օգտագործել միայն AC դիմադրության տվյալները՝ դիֆուզիոն գործակիցը հաշվարկելու համար անհրաժեշտ բոլոր պարամետրերը ստանալու համար: Համաձայն դիֆուզիոն գործակցի նշանակության՝ մենք կարող ենք դիֆուզիոն գործակից ստանալ դիֆուզիոն երկարության ID-ի և դիֆուզիայի ժամանակի հարաբերությամբ (ինչպես ցույց է տրված հետևյալ բանաձևում):

Դա երևում է վերը նշված բանաձևից. Դիֆուզիայի գործակից ստանալու համար մենք պետք է ստանանք վերը նշված պարամետրերը փորձի տվյալների կամ տեսական մոդելի տվյալների միջոցով: Էլեկտրաքիմիական համակարգում իոնների շարժունակությունը կարելի է հաշվարկել՝ հիմնվելով հանգստի ժամանակի tau2-ի վրա, երկու էլեկտրական շերտի lambDAD հաստության և բևեռացման վրա:

Դիֆուզիոն գործակցի հիմնական պարամետրերը ստանալու համար նախ պետք է ստանանք դիֆուզիոն շերտի հաստության տվյալները։ Այսպես կոչված դիֆուզիոն շերտը վերաբերում է դիֆուզիոն գործընթացում նյութերի կոնցենտրացիաների տիրույթին, և Bandaraampmellanderandcoelho et al. et al.

Մոդել՝ դիֆուզիոն շերտի հաստությունը հաշվարկելու համար: Ստորև բերված նկարը ցույց է տալիս կրկնակի արգելափակող էլեկտրոդի էլեկտրաքիմիական համակարգի դիմադրությունը և կորստի անկյան նորմալ արժեքը: Արդյունավետ դիէլեկտրական հաստատունը կարող է հաշվարկվել հետևյալ բանաձևով 3, որտեղ j-ը երևակայական միավոր է, Delta-ն նմուշի հաստության կեսի և դիֆուզիոն շերտի հաստության հարաբերակցությունն է, սովորաբար մենք կարծում ենք, որ այս արժեքը 10-ից մեծ է:

Կորստի անկյունը դիէլեկտրական կորստի և իրական դիէլեկտրական հաստատունի հարաբերակցությունն է (ցուցված է բանաձև 4-ում): Վերոնշյալ B նկարից կարելի է տեսնել, որ կորստի անկյան հանգույցը առավելագույն արժեք ունի TAU2 ժամանակի հաստատունում, և կորստի անկյան նորմալ արժեքի և Delta-ի միջև կապը ցույց է տրված Բանաձև 5-ում, ուստի դիֆուզիոն շերտի հաստությունը կարող է հաշվարկվել հետևյալ բանաձևով 6-ով: EIS-ի տվյալների մեջ Warburg-ի սահմանափակ դիֆուզիոն դիմադրությունը պարունակում է այնպիսի պարամետրեր, ինչպիսիք են դիֆուզիայի երկարությունը, դիֆուզիոն գործակիցը և դիֆուզիոն արագությունը, սովորաբար մենք կարող ենք օգտագործել համարժեք միացում՝ ZVIEW-ի և այլ գործիքների կողմից EIS հայտնաբերման արդյունքները հարմարեցնելու համար՝ դիֆուզիայի ժամանակի պարամետրերը ստանալու համար:

Այնուամենայնիվ, որոշ դիմադրողականության որոշ դեպքերում, կցման արդյունքները հաճախ ավելի քիչ իդեալական են, և այս խնդիրը կարող է տեղավորվել ավելի ճշգրիտ տվյալներ տեղադրելու համար՝ AC դիմադրության տվյալների մեջ անցումային տարածք տեղադրելով: Սահմանափակ երկարությամբ Վարբուրգի դիֆուզիոն դիմադրությունը կարող է արտահայտվել 7-րդ բանաձևով, որտեղ RW-ն սահմանափակ դիֆուզիոն դիմադրություն է, իսկ դիֆուզիոն ժամանակը կարող է հաշվարկվել վերը նշված 1 բանաձևով: Վերոնշյալ բանաձևի պարամետրային հարաբերությունը ցույց է տրված 9, 10 բանաձևերում, և վերջավոր դիֆուզիոն դիմադրության պինդ և երևակայական մասը կարող է պարզեցվել հետևյալ բանաձև 13-ի ձևաչափով՝ հետևյալ 11 և 12 բանաձևերով։

13 մենք կարող ենք տեսնել, որ RW-ն կարող է նշանակել հարաբերական կորի թեքություն Z-ի և Omega1/2-ի միջև: Վերոնշյալ նկարը ցույց է տալիս տիպիկ AC դիմադրության քարտեզը, որը կարող է տեսնել դիմադրության կորի թեքությունը նկարից 45 աստիճանով անցումային գոտում, ինչը նշանակում է, որ դիմադրության իրական և երևակայական մասի արժեքը այս շրջանում հավասար է: Ինչ վերաբերում է ինտերֆեյսի դիֆուզիոն գործընթացին, մենք կարող ենք տեղավորել ստորև ներկայացված Randles համարժեք սխեման:

Քանի որ WARBURG տարրը և հաճախականության քառակուսի արմատը և փուլային անկյունը բացասաբար փոխկապակցված են, գրիչի ուղղակի տարրալուծումը պարունակում է Warburg տարրի համարժեք սխեման դեռևս շատ դժվար գործ է, ուստի մենք կարող ենք այն փոխարինել որպես զուգահեռ RW և CW, այնպես որ ստորև ներկայացված համարժեք շղթայի ընդհանուր դիմադրությունը ցույց է տրված Բանաձև 15-ում, իսկ ընդհանուր հաճախականությունը մոտավորապես ցույց է տրված որպես Նկար 0: 16, իրական մասը և երևակայական մասը կարող են վերածվել էլեկտրոդի մակերևույթի երկու էլեկտրական շերտի հզորության արժեքի էլեկտրոդի մակերեսի տեսքով երկրորդ բանաձև 17-ի տեսքով, որը շատ փոքր է: Ընդհանուր առմամբ, 1-10uf/cm2-ում, ընդհանուր դիմադրության դիմադրությունը հետևյալ նկարի շղթայում կարելի է համարել հավասար Warburg դիմադրության երևակայական մասին, այսինքն z = omGAZ, և դիֆուզիոն գործակիցի ամենակարևոր դիֆուզիայի երկարության ID-ն կարող է լինել էլեկտրոնային տարբերակով: նույնն է, այնպես, որ էլեկտրոնների դիֆուզիոն գործակիցը կարող է փոխարինվել իոնների շարժունակությամբ, իսկ դիֆուզիայի ժամանակը կարող է օգտագործվել ՆԿ.

Հետևաբար, վերը նշված բանաձևը կարող է փոխակերպվել բանաձևում ներկայացված ձևաչափի: Համաձայն վերոհիշյալ մոդելի հեղինակների քայքայման տվյալների գրականությունից, կարելի է տեսնել, որ հետևյալ նկարից ընտրված հինգ նմուշները ունեն ցածր հաճախականության տարածքի դիֆուզիոն կորի տարբերակիչ տարբերություն, և մի քանի նմուշներ կազմված են կիսաշրջանաձև շրջանից: Այնուհետև համեմատաբար ցածր հաճախականությունների տիրույթում կա մոտ 45 աստիճանի սահմանափակ դիֆուզիոն դիմադրություն, և, հետևաբար, ըստ վերը նշված մոդելի, WSC = 2, 4, 5, 6 և 15 մոդելների մի քանի մոդելների դիֆուզիոն ժամանակի հաստատունը համապատասխանաբար 4 է:

16, 25, 36 և 225 (ցույց է տրված ստորև Աղյուսակ 1-ում): Վերոնշյալ մոդելի ազդեցությունները համեմատելու համար հեղինակը վերցնում է ջրի մոլեկուլների կլանման գործընթացը սուլֆատ ցիրկոնիումի սուլֆատի մակերևույթում՝ նախ օգտագործելով Randles-ի համարժեք սխեման՝ փորձարկման հայտնաբերման արդյունքներին համապատասխանելու համար և կարող է տեսնել դիմադրության իրական մասը ստորև նկարից: Փորձարկման արժեքի և կցամասի արժեքի միջև սխալը հասել է 25%-ի, և Warburg-ի դիմադրություն պարունակող շղթայի կցման էֆեկտի հայտարարումը իդեալական չէ այն դեպքում, երբ բարձր դիմադրությունը կամ աղմուկը համեմատաբար բարձր են:

Հետևաբար, թվային արժեքները կարող են լինել միայն հղում: Ստորև բերված նկարում հեղինակը համեմատում է ավանդական համարժեք շղթայի մեթոդով առաջարկված մոդելային մեթոդի համապատասխանության ազդեցությունը և հեղինակը: Ստորին ձախ նկարից անհրաժեշտ է տեսնել նոր մոդելի մեթոդով ստացված պիտանի էֆեկտը։

Դա ավելի լավ է, քան ավանդական համարժեք սխեման: Հետևյալ Աղյուսակ 3-ից ստացված դիֆուզիոն գործակիցը կարող է տեսնել զուտ իոնների շարժունակության և ջրի գոլորշիների արդյունքը և այլ մարդկանց հայտնաբերման արդյունքները: Tienquangnguyen-ի կողմից առաջարկված մեթոդը տեղավորվում է AC դիմադրության վերջավոր դիֆուզիոն երկարության մասի տեղադրմամբ, գրիչը ուղիղ է և դիֆուզիայի երկարության երկարությունը, դրանով իսկ հասկանալով արագ և ճշգրիտ տվյալների արագ և ճշգրիտ որոշումը՝ օգտագործելով AC դիմադրության տվյալները: