Kā izmantot maiņstrāvas pretestības datus, lai noteiktu litija elektriskā materiāla difūzijas koeficientu?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - ซัพพลายเออร์สถานีพลังงานแบบพกพา

Litija jonu akumulators ir Li + migrācija un difūzija starp pozitīvo un negatīvo polu, un tiek noteikta Li koncentrācijas atšķirība starp pozitīvo un negatīvo elektrodu, tādējādi uzglabājot elektrisko enerģiju. Tāpēc difūzija starp Li + starp pozitīvo un negatīvo polu ietekmē litija jonu akumulatora veiktspēju. Ja mūs šķiro dažādās saitēs no ātra līdz lēnam Li + ātrumam, nav šaubu, ka Li + difūzija elektrolītā ir vislielākā.

Ātri, kam seko Li + uzlādes apmaiņas process pozitīvajā un negatīvajā virsmā, šī procesa ātrums ir salīdzinoši lēns, ir viegli ierobežot ierobežojumu mazināšanu, un Li + ir vislēnākais pozitīvajā un negatīvajā materiālā, šī saite bieži ir arī atslēga litija jonu akumulatora palielinājuma veiktspējas ierobežošanai. Kā galvenais parametrs aktīvajā vielā esošās reaktīvās vielas cietās fāzes difūzijas koeficients, cietās fāzes difūzijas koeficients ir materiāla daudzuma atslēga, taču materiālu parametri nav vienkārši. Parasti aktīvā materiāla cietās fāzes difūzijas koeficienta aprēķināšanas metodei ir svarīga potenciāla titrēšana, pastāvīgas strāvas titrēšana un maiņstrāvas pretestības dati.

Nesen Tienquangnguyen (pirmie serveri) un Corneliabreitkopf (atbilstošais autors) no Vācijas Drēzdenes Tehnoloģiju universitātes ierosināja jaunu veidu, kā iegūt difūzijas koeficientus, izmantojot maiņstrāvas pretestības datus. Materiālu iegūšanas difūzijas koeficients, izmantojot EIS datus, nav jauns jēdziens. Ir bijuši daudzi modeļi, kuros ir izmantota difūzijas pretestības vērtība maiņstrāvas pretestībā, lai aprēķinātu elektroda vai materiāla difūzijas koeficientu, taču šie modeļi parasti ir jāapvieno ar difūziju.

Parametru, piemēram, garuma, aprēķins, un šī vērtība parasti tiek tuvināta pēc elektroda biezuma vai daļiņu rādiusa. Veids, kā Tienquangnguyen ierosināja izmantot tikai maiņstrāvas pretestības datus, lai iegūtu visus parametrus, kas nepieciešami difūzijas koeficienta aprēķināšanai. Saskaņā ar difūzijas koeficienta nozīmi mēs varam iegūt difūzijas koeficientu ar attiecību starp difūzijas garumu ID un difūzijas laiku taud (kā parādīts nākamajā formulā).

To var redzēt no iepriekš minētās formulas. Lai iegūtu difūzijas koeficientu, iepriekš minētie parametri ir jāiegūst pēc eksperimenta datiem vai teorētiskā modeļa datiem. Elektroķīmiskajā sistēmā jonu mobilitāti var aprēķināt, pamatojoties uz relaksācijas laiku tau2 divu elektrisko slāņu lambDAD biezumā un polarizāciju.

Lai iegūtu galvenos difūzijas koeficienta parametrus, vispirms jāiegūst difūzijas slāņa biezuma dati. Tā sauktais difūzijas slānis attiecas uz materiāla koncentrāciju diapazonu difūzijas procesā, un Bandaraampmellanderandcoelho et al. Et al.

Modelis difūzijas slāņa biezuma aprēķināšanai. Zemāk esošajā attēlā parādīta dubultā bloķēšanas elektroda elektroķīmiskās sistēmas pretestība un zuduma leņķa normālā vērtība. Efektīvo dielektrisko konstanti var aprēķināt pēc šādas formulas 3, kur j ir iedomāta vienība, delta ir attiecība starp pusi no parauga biezuma un difūzijas slāņa biezumu, parasti mēs uzskatām, ka šī vērtība ir lielāka par 10.

Zaudējuma leņķis ir attiecība starp dielektrisko zudumu un reālo dielektrisko konstanti (parādīts 4. formulā). No iepriekš redzamā attēla B var redzēt, ka zuduma leņķa mezglam ir maksimālā vērtība pie laika konstantes TAU2, un attiecība starp zuduma leņķa normālo vērtību un Delta ir parādīta 5. formulā, tāpēc difūzijas slāņa biezumu var aprēķināt pēc šādas 6. formulas. EIS datos ierobežotā Warburg difūzijas pretestība satur tādus parametrus kā difūzijas garums, difūzijas koeficients un difūzijas ātrums, parasti mēs varam izmantot līdzvērtīgu ķēdi, lai atbilstu EIS noteikšanas rezultātiem, izmantojot ZVIEW un citus rīkus, lai iegūtu difūzijas laika parametrus.

Tomēr dažos gadījumos ar zināmu pretestību pielāgošanas rezultāti bieži vien nav ideāli, un šo problēmu var pielāgot, lai atbilstu precīzākiem datiem, maiņstrāvas pretestības datos iekļaujot pārejas apgabalu. Ierobežotā garuma Vorburgas difūzijas pretestību var izteikt ar formulu 7, kur RW ir ierobežota difūzijas pretestība, un difūzijas laiku var aprēķināt pēc iepriekš minētās formulas 1. Parametru attiecības iepriekš minētajā formulā ir parādītas formulās 9, 10, un galīgās difūzijas pretestības cieto un iedomāto daļu var vienkāršot šādas formulas 13 formātā ar šādu formulu 11 un 12.

13 mēs redzam, ka RW var nozīmēt relāciju līknes slīpumu starp Z un Omega1/2. Augšējā attēlā parādīta tipiska maiņstrāvas pretestības karte, kurā var redzēt pretestības līknes slīpumu pārejas zonā 45 grādu leņķī no attēla, kas nozīmē, ka pretestības reālās un iedomātās daļas vērtība šajā reģionā ir vienāda. Attiecībā uz saskarnes difūzijas procesu mēs varam ievietot Randles ekvivalento shēmu, kas parādīta zemāk.

Tā kā WARBURG elements un frekvences kvadrātsakne un fāzes leņķis ir negatīvi korelēti, pildspalvas tiešā sadalīšana satur Warburg elementa ekvivalento ķēdi joprojām ir ļoti sarežģīts darbs, tāpēc mēs varam to aizstāt kā paralēlu RW un CW, tāpēc zemāk redzamās līdzvērtīgās ķēdes kopējā pretestība ir parādīta Formulā 15, un kopējā pretestība ir reālā daļa no Fig0 kā frekvence ir aptuveni Fig0. 16, reālo daļu un iedomāto daļu var pārvērst elektrodu virsmas virsmas divu elektrisko slāņa kapacitātes vērtībā elektroda virsmas formā otrās formulas 17 formā, kas ir ļoti maza. Parasti 1-10uf / cm2 kopējās pretestības pretestību šādā attēla shēmā var uzskatīt par vienādu ar Vorburgas pretestības iedomāto daļu, ti, z = omGAZ, un difūzijas koeficienta svarīgāko difūzijas garuma ID var būt elektroniski. Pieņemsim, ka difūzijas koeficients un difūzijas laiks tiek aprēķināti (kā parādīts lādiņam, tā ir tāda pati, ka lādiņa formula ir šāda). elektronu difūzijas koeficientu var aizstāt ar jonu kustīgumu, un var izmantot difūzijas laiku Laika konstante, kas atbilst lokam augstākajā frekvenču līknes punktā, kas parādīts attēlā.

Tāpēc iepriekš minēto formulu var pārvērst formātā, kas parādīts formulā. Saskaņā ar iepriekš minēto modeļu autoriem ir sadalīti literatūras dati, un tajā var redzēt, ka pieciem paraugiem, kas atlasīti no šī attēla, ir raksturīga atšķirība zemfrekvences apgabala difūzijas līknē, un vairāki paraugi sastāv no pusapaļa apgabala. Tad relatīvi zemo frekvenču diapazonā ir ierobežota difūzijas pretestība aptuveni 45 grādi pa kreisi un pa labi, un tāpēc saskaņā ar iepriekš minēto modeli vairāku WSC modeļu difūzijas laika konstante = 2, 4, 5, 6 un 15 ir attiecīgi 4.

16, 25, 36 un 225 (parādīts 1. tabulā tālāk). Lai salīdzinātu iepriekš minētā modeļa ietekmi, autors ņem ūdens molekulu adsorbcijas procesu sulfāta cirkonija sulfāta virsmā, vispirms izmantojot Randles ekvivalentu ķēdi, lai atbilstu testa noteikšanas rezultātiem, un var redzēt reālo pretestības daļu no zemāk esošā attēla. Kļūda starp testa vērtību un montāžas vērtību sasniedza 25%, un ķēdes montāžas efekta deklarācija, kas satur Vorburgas pretestību, nav ideāla gadījumā, ja augsta pretestība vai troksnis ir salīdzinoši augsts.

Tāpēc skaitliskās vērtības var būt tikai atsauces. Zemāk esošajā attēlā autors salīdzina tradicionālās ekvivalentās shēmas metodes piedāvātās modeļa metodes un autora piemērotības efektu. No apakšējā kreisā attēla ir jāredz pielāgošanas efekts, kas iegūts ar jaunā modeļa metodi.

Tas ir labāks par tradicionālo ekvivalento shēmu. Difūzijas koeficients, kas iegūts no 3. tabulas, var redzēt neto jonu mobilitātes un ūdens tvaiku un citu cilvēku noteikšanas rezultātus. Tienquangnguyen piedāvātā metode ir piemērota, iekļaujot ierobežotā difūzijas garuma daļu maiņstrāvas pretestībā, pildspalva ir taisna un difūzijas garuma garums, tādējādi realizējot ātru un precīzu ātru un precīzu datu noteikšanu, izmantojot maiņstrāvas pretestības datus.