Како да се користат податоците за наизменична импеданса за да се одреди коефициентот на дифузија на литиумскиот електричен материјал?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Προμηθευτής φορητών σταθμών παραγωγής ενέργειας

Литиум-јонската батерија е миграција и дифузија на Li + помеѓу позитивните и негативните полови, а разликата во концентрацијата на Li е воспоставена помеѓу позитивните и негативните електроди, со што се складира електрична енергија. Затоа, дифузијата помеѓу Li + помеѓу позитивните и негативните полови влијае на перформансите на перформансите на литиум јонската батерија. Ако сме подредени во различни врски од брзи до бавни брзини на Li +, нема сомнеж дека дифузијата на Li + во електролитот е најголема.

Брз, проследен со процесот на размена на полнеж на Li + во позитивната и негативната површина, брзината на овој процес е релативно бавна, лесно е да се ограничи ублажувањето на ограничувањата, а Li + е најбавно во позитивниот и негативниот материјал, ова Врската е исто така често клучот за ограничување на перформансите на зголемување на литиум јонската батерија. Како клучен параметар коефициент на дифузија на цврста фаза на реактивната супстанција во активната супстанција, коефициентот на дифузија на цврста фаза е клучот за количината на материјалот, но параметрите на материјалите не се едноставни. Општо земено, методот за пресметување на коефициентот на дифузија на цврста фаза на активниот материјал има важна титрација на потенцијалот, титрација на константна струја и податоци за наизменична импеданса.

Неодамна, Tienquangnguyen (Први сервери) и Corneliabreitkopf (одговарачки автор) од германскиот Технолошки универзитет во Дрезден предложија нов начин за добивање коефициенти на дифузија преку податоци за наизменична импеданса. Коефициентот на дифузија на стекнување материјали со користење на податоци за EIS не е нов концепт. Имаше многу модели кои користеле вредност на дифузна импеданса во AC импеданса за да го пресметаат коефициентот на дифузија на електродата или материјалот, но овие модели обично треба да се комбинираат со дифузија.

Пресметка на параметри како должина, а оваа вредност обично се приближува со дебелината на електродата или радиусот на честичките. Начинот на кој Tienquangnguyen предложи само да се користат податоци за наизменична импеданса за да се добијат сите параметри потребни за пресметување на коефициентот на дифузија. Според значењето на коефициентот на дифузија, можеме да добиеме коефициент на дифузија според односот помеѓу должината на дифузијата ID и времето на дифузија taud (како што е прикажано во следната формула).

Тоа може да се види од горната формула. За да добиеме коефициент на дифузија, мора да ги добиеме горенаведените параметри со податоци од експеримент или податоци од теоретски модел. Во електрохемискиот систем, подвижноста на јоните може да се пресмета врз основа на времето на релаксација tau2 во дебелината на двоелектричниот слој lambDAD и поларизацијата.

За да ги добиеме клучните параметри на коефициентот на дифузија, прво треба да ги добиеме податоците за дебелината на слојот на дифузија. Таканаречениот слој на дифузија се однесува на опсегот на концентрации на материјалот во процесот на дифузија, а Bandaraampmellanderandcoelho et al. et al.

Модел за пресметување на дебелината на слојот на дифузија. На сликата подолу е прикажана импедансата на електрохемискиот систем на двојната блокирачка електрода и нормалната вредност на аголот на загуба. Ефективната диелектрична константа може да се пресмета со следната формула 3, каде што j е имагинарна единица, Делта е односот помеѓу половина од дебелината на примерокот и дебелината на слојот на дифузија, обично веруваме дека оваа вредност е поголема од 10.

Аголот на загуба е односот помеѓу загубата на диелектрикот и реалната диелектрична константа (прикажано во Формула 4). Од горната слика Б, можно е да се види дека јазолот на аголот на загуба има максимална вредност во временската константа TAU2, а односот помеѓу нормалната вредност на аголот на загуба и Делта е прикажан во Формула 5, така што дебелината на слојот на дифузија може да се пресмета со следнава формула 6. Во податоците на EIS, ограничената дифузна импеданса на Варбург содржи параметри како должина на дифузија, коефициент на дифузија и брзина на дифузија, обично можеме да користиме еквивалентно коло за да ги собереме резултатите од откривањето на EIS од ZVIEW и други алатки за да ги добиеме параметрите за време на дифузија.

Меѓутоа, во некои случаи на одредена импеданса, резултатите од монтирањето често се помалку идеални, а овој проблем може да се постави за да се вклопат попрецизни податоци со поставување на преодна област во податоците за наизменична импеданса. Ограничената должина на дифузната импеданса на Варбург може да се изрази во формулата 7, каде што RW е ограничена дифузна импеданса, а времето на дифузија може да се пресмета со горната формула 1. Односот на параметарот во горната формула е прикажан во формуларите 9, 10, а цврстиот и имагинарен дел од конечната дифузна импеданса може да се поедностави во формат на следната формула 13 со следните формула 11 и 12.

13 можеме да видиме дека RW може да значи наклон на релациската крива помеѓу Z и Omega1/2. На горната слика е прикажана типична мапа на AC импеданса, која може да го види наклонот на кривата на импедансата во преодната зона од 45 степени од сликата, што значи дека вредноста на реалниот и имагинарниот дел од импедансата во овој регион е еднаква. Во однос на процесот на дифузија на интерфејсот, можеме да го вклопиме еквивалентното коло на Randles прикажано подолу.

Бидејќи елементот WARBURG и квадратниот корен на фреквенцијата и фазниот агол се негативно корелирани, директното распаѓање на пенкалото го содржи еквивалентното коло на елементот Варбург е сè уште многу предизвикувачка работа, така што можеме да го замениме како паралелни RW и CW, така што целокупната импеданса на еквивалентното коло прикажано подолу е прикажана во Формула 15, а вкупната фреквенција е приближно прикажана помеѓу 0 кога импенсата. 16, вистинскиот дел и имагинарниот дел може да се претворат во вредност на капацитетот на двоелектричниот слој на површината на површината на електродата во форма на површината на електродата во форма на втората формула 17, која е многу мала. Општо земено, во 1-10uf / cm2, импедансата на вкупната импеданса во колото на следната слика може да се смета за еднаква на имагинарниот дел од импедансата на Варбург, т.е. z = omGAZ, а најважната должина на дифузијата ID на коефициентот на дифузија може да биде електронски. е ист, така што коефициентот на дифузија на електроните може да се замени со јонска подвижност, а може да се искористи времето на дифузија Временската константа што одговара на лакот на највисоката точка во кривата на фреквенцијата прикажана на Сл.

Затоа, горната формула може да се претвори во форматот прикажан во формулата. Според горенаведениот модел авторите ги разложуваат податоците од литературата, може да се види дека петте примероци избрани од следната слика имаат карактеристична разлика во кривата на дифузија на областа со ниска фреквенција, а неколку примероци се составени од полукружен регион. Потоа, постои ограничена дифузна импеданса од околу 45 степени лево и десно во опсегот на релативно ниски фреквенции, и затоа, според горенаведениот модел, временската константа на дифузијата на неколку модели на WSC = 2, 4, 5, 6 и 15 е 4, соодветно.

16, 25, 36 и 225 (прикажано во Табела 1 подолу). Со цел да се споредат ефектите од горенаведениот модел, авторот го зема процесот на адсорпција на молекулите на водата во површината на сулфат циркониум сулфат, прво користејќи го еквивалентното коло Randles за да ги собере резултатите од откривањето на тестот и може да го види вистинскиот дел од импедансата од сликата подолу. Грешката помеѓу вредноста на тестот и вредноста на фитинг достигна 25%, а декларацијата за ефектот на фитинг на колото што ја содржи импедансата на Варбург не е идеален во случај кога високата импеданса или бучавата се релативно високи.

Затоа, нумеричките вредности се вклопуваат може да бидат само Референца. На сликата подолу, авторот го споредува ефектот на вклопување на методот на моделот предложен со традиционалниот метод на еквивалентно коло и авторот. Од долната лева слика, неопходно е да се види ефектот на фитинг добиен со методот на новиот модел.

Тоа е подобро од традиционалното еквивалентно коло. Коефициентот на дифузија добиен од следната Табела 3 може да го види резултатот од мобилноста на нето јоните и водена пареа и резултатите од откривањето на другите луѓе. Методот предложен од Tienquangnguyen се вклопува со вклопување на делот со должина на конечната дифузија во AC импедансата, пенкалото е исправено и должината на должината на дифузијата, со што се реализира брзото и точно определување на брзи и точни податоци користејќи податоци за наизменична импеданса.