Bagaimana untuk menggunakan data impedans AC untuk menentukan pekali resapan bahan elektrik litium?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Portable Power Station supplementum

Bateri litium-ion ialah penghijrahan dan penyebaran Li + antara kutub positif dan negatif, dan perbezaan kepekatan Li ditubuhkan antara elektrod positif dan negatif, dengan itu menyimpan tenaga elektrik. Oleh itu, resapan antara Li + antara kutub positif dan negatif mempengaruhi prestasi prestasi bateri ion litium. Jika kita disusun dalam pelbagai pautan dari kelajuan cepat ke perlahan Li +, tidak syak lagi bahawa resapan Li + dalam elektrolit adalah yang paling banyak.

Pantas, diikuti dengan proses pertukaran caj Li + dalam permukaan positif dan negatif, kelajuan proses ini agak perlahan, mudah untuk mengehadkan pengurangan sekatan, dan Li + adalah yang paling perlahan dalam bahan positif dan negatif, ini Pautan juga sering menjadi kunci untuk menyekat prestasi pembesaran bateri ion litium. Sebagai parameter utama pekali resapan fasa pepejal bahan reaktif dalam bahan aktif, pekali resapan fasa pepejal adalah kunci kepada jumlah bahan, tetapi parameter bahan tidak mudah. Secara amnya, kaedah pengiraan pekali resapan fasa pepejal bahan aktif mempunyai pentitratan potensi penting, pentitratan arus malar, dan data galangan AC.

Baru-baru ini, Tienquangnguyen (Pelayan Pertama) dan Corneliabreitkopf (Pengarang Koresponden) dari Universiti Teknologi Dresden Jerman mencadangkan cara baharu untuk mendapatkan pekali resapan melalui data impedans AC. Pekali resapan untuk memperoleh bahan menggunakan data EIS bukanlah konsep baharu. Terdapat banyak model yang telah menggunakan nilai impedans resapan dalam impedans AC untuk mengira pekali resapan elektrod atau bahan, tetapi model ini biasanya perlu digabungkan dengan resapan.

Pengiraan parameter seperti panjang, dan nilai ini biasanya dianggarkan oleh ketebalan elektrod atau jejari zarah. Cara Tienquangnguyen mencadangkan hanya menggunakan data impedans AC untuk mendapatkan semua parameter yang diperlukan untuk mengira pekali resapan. Mengikut maksud pekali resapan, kita boleh mendapatkan pekali resapan dengan nisbah antara ID panjang resapan dan taud masa resapan (seperti yang ditunjukkan dalam formula berikut).

Ia boleh dilihat daripada formula di atas. Untuk mendapatkan pekali resapan kita perlu mendapatkan parameter di atas dengan data eksperimen atau data model teori. Dalam sistem elektrokimia, mobiliti ion boleh dikira berdasarkan masa kelonggaran tau2 dalam ketebalan lapisan dua elektrik lambDAD dan polarisasi.

Untuk mendapatkan parameter utama pekali resapan, kita mesti mendapatkan data ketebalan lapisan resapan terlebih dahulu. Lapisan resapan yang dipanggil merujuk kepada julat kepekatan bahan dalam proses resapan, dan Bandaraampmellanderandcoelho et al. Et al.

Model untuk mengira ketebalan lapisan resapan. Rajah di bawah menunjukkan impedans sistem elektrokimia elektrod penyekat berganda dan nilai normal sudut kehilangan. Pemalar dielektrik berkesan boleh dikira dengan formula 3 berikut, di mana j ialah unit khayalan, Delta ialah nisbah antara separuh daripada ketebalan sampel dan ketebalan lapisan resapan, biasanya kami percaya nilai ini lebih besar daripada 10.

Sudut kehilangan ialah nisbah antara kehilangan dielektrik dan pemalar dielektrik sebenar (ditunjukkan dalam Formula 4). Daripada rajah B di atas, adalah mungkin untuk melihat bahawa nod sudut kehilangan mempunyai nilai maksimum pada pemalar masa TAU2, dan hubungan antara nilai normal sudut kehilangan dan Delta ditunjukkan dalam Formula 5, jadi ketebalan lapisan resapan boleh dikira dengan formula 6 berikut. Dalam data EIS, impedans resapan Warburg yang terhad mengandungi parameter seperti panjang resapan, pekali resapan dan halaju resapan, biasanya kita boleh menggunakan litar setara untuk menyesuaikan hasil pengesanan EIS oleh ZVIEW dan alat lain untuk mendapatkan parameter masa resapan.

Walau bagaimanapun, dalam beberapa kes beberapa impedans, keputusan pemasangan selalunya kurang ideal, dan masalah ini boleh dipasang untuk memuatkan data yang lebih tepat dengan memasang kawasan peralihan dalam data impedans AC. Impedans resapan Warburg panjang terhad boleh dinyatakan dalam formula 7, di mana RW ialah galangan resapan terhad, dan masa resapan boleh dikira dengan formula 1 di atas. Hubungan parameter dalam formula di atas ditunjukkan dalam perumus 9, 10, dan bahagian pepejal dan khayalan galangan resapan terhingga boleh dipermudahkan ke dalam format formula 13 berikut dengan formula 11 dan 12 berikut.

13 kita dapat melihat bahawa RW boleh bermaksud kecerunan lengkung hubungan antara Z dan Omega1 / 2. Rajah di atas menunjukkan peta impedans AC biasa, yang boleh melihat kecerunan lengkung impedans dalam zon peralihan 45 darjah daripada rajah, yang bermaksud bahawa nilai bahagian nyata dan khayalan impedans di rantau ini adalah sama. Berkenaan dengan proses resapan antara muka, kita boleh memuatkan litar setara Randles yang ditunjukkan di bawah.

Memandangkan elemen WARBURG dan punca kuasa dua frekuensi dan sudut fasa berkorelasi secara negatif, penguraian langsung pen mengandungi litar setara bagi elemen Warburg masih merupakan kerja yang sangat mencabar, jadi kita boleh menggantikannya sebagai RW dan CW selari, jadi impedans keseluruhan litar setara yang ditunjukkan di bawah ditunjukkan dalam Formula 15, dan jumlah kira-kira apabila bahagian sebenar impedans adalah dalam satuan. 16, bahagian sebenar dan bahagian khayalan boleh ditukar kepada nilai kemuatan lapisan dua-elektrik permukaan permukaan elektrod dalam bentuk permukaan elektrod dalam bentuk formula kedua 17, yang sangat kecil. Secara amnya, dalam 1-10uf / cm2, impedans jumlah impedans dalam litar gambar berikut boleh dianggap sama dengan bahagian khayalan impedans Warburg, iaitu z = omGAZ, dan ID panjang resapan yang paling penting bagi pekali resapan boleh secara elektronik Pekali resapan dan masa resapan dikira sebagai cas yang berikut (seperti cas 9 yang ditunjukkan dalam formula berikut) sama, supaya pekali resapan elektron boleh digantikan dengan mobiliti ion, dan masa resapan boleh digunakan Pemalar masa sepadan dengan arka pada titik tertinggi dalam lengkung frekuensi yang ditunjukkan dalam Rajah.

Oleh itu, formula di atas boleh ditukar kepada format yang ditunjukkan dalam formula. Menurut pengarang model yang disebutkan di atas menguraikan data daripada literatur, ia dapat melihat lima sampel yang dipilih daripada gambar berikut mempunyai perbezaan tersendiri dalam lengkung resapan kawasan frekuensi rendah, dan beberapa sampel terdiri daripada kawasan separuh bulatan. Kemudian terdapat impedans resapan terhad kira-kira 45 darjah kiri dan kanan dalam julat frekuensi yang agak rendah, dan oleh itu, mengikut model di atas, pemalar masa resapan beberapa model WSC = 2, 4, 5, 6 dan 15 adalah 4, masing-masing.

16, 25, 36, dan 225 (ditunjukkan dalam Jadual 1 di bawah). Untuk membandingkan kesan model di atas, penulis mengambil proses penjerapan molekul air di permukaan zirkonium sulfat sulfat, mula-mula menggunakan litar setara Randles agar sesuai dengan keputusan pengesanan ujian, dan boleh melihat bahagian sebenar galangan dari rajah di bawah. Ralat antara nilai ujian dan nilai pemasangan mencapai 25%, dan pengisytiharan kesan pemasangan litar yang mengandungi impedans Warburg tidak sesuai dalam kes di mana impedans tinggi atau bunyi agak tinggi.

Oleh itu, nilai berangka yang sesuai hanya boleh menjadi Rujukan. Dalam rajah di bawah, penulis membandingkan kesan pemasangan kaedah model yang dicadangkan oleh kaedah litar setara tradisional dan pengarang. Dari gambar kiri bawah, adalah perlu untuk melihat kesan pemasangan yang diperolehi oleh kaedah model baru.

Ia lebih baik daripada litar setara tradisional. Pekali resapan yang diperoleh daripada Jadual 3 berikut boleh melihat hasil mobiliti ion bersih dan wap air dan hasil pengesanan orang lain. Kaedah yang dicadangkan oleh Tienquangnguyen sesuai dengan memasang bahagian panjang resapan terhingga dalam impedans AC, pen adalah lurus dan panjang panjang resapan, dengan itu menyedari penentuan data pantas dan tepat yang cepat dan tepat menggunakan data impedans AC.