లిథియం ఎలక్ట్రికల్ మెటీరియల్ యొక్క వ్యాప్తి గుణకాన్ని నిర్ణయించడానికి AC ఇంపెడెన్స్ డేటాను ఎలా ఉపయోగించాలి?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Zentral elektriko eramangarrien hornitzailea

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ అనేది సానుకూల మరియు ప్రతికూల ధ్రువాల మధ్య Li + యొక్క వలస మరియు వ్యాప్తి, మరియు సానుకూల మరియు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య Li యొక్క గాఢత వ్యత్యాసం స్థాపించబడుతుంది, తద్వారా విద్యుత్ శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది. అందువల్ల, సానుకూల మరియు ప్రతికూల ధ్రువాల మధ్య Li + మధ్య వ్యాప్తి లిథియం అయాన్ బ్యాటరీ పనితీరు పనితీరును ప్రభావితం చేస్తుంది. Li + యొక్క వేగవంతమైన నుండి నెమ్మదిగా వేగం వరకు వివిధ లింక్‌లలో మనం క్రమబద్ధీకరించబడితే, ఎలక్ట్రోలైట్‌లో Li + యొక్క వ్యాప్తి అత్యధికం అనడంలో సందేహం లేదు.

సానుకూల మరియు ప్రతికూల ఉపరితలంలో Li + యొక్క ఛార్జ్ మార్పిడి ప్రక్రియ వేగంగా జరుగుతుంది, ఈ ప్రక్రియ యొక్క వేగం సాపేక్షంగా నెమ్మదిగా ఉంటుంది, పరిమితి తగ్గింపును పరిమితం చేయడం సులభం, మరియు Li + సానుకూల మరియు ప్రతికూల పదార్థంలో అత్యంత నెమ్మదిగా ఉంటుంది, ఈ లింక్ తరచుగా లిథియం అయాన్ బ్యాటరీ యొక్క మాగ్నిఫికేషన్ పనితీరును పరిమితం చేయడానికి కీలకం. క్రియాశీల పదార్ధంలోని రియాక్టివ్ పదార్ధం యొక్క ఘన దశ విస్తరణ గుణకం కీలక పరామితిగా, ఘన దశ విస్తరణ గుణకం పదార్థం మొత్తానికి కీలకం, కానీ పదార్థాల పారామితులు సరళమైనవి కావు. సాధారణంగా, క్రియాశీల పదార్థం యొక్క ఘన దశ వ్యాప్తి గుణకాన్ని లెక్కించే పద్ధతి ముఖ్యమైన సంభావ్య టైట్రేషన్, స్థిరమైన కరెంట్ టైట్రేషన్ మరియు AC ఇంపెడెన్స్ డేటాను కలిగి ఉంటుంది.

ఇటీవల, జర్మనీ డ్రెస్డెన్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ టెక్నాలజీకి చెందిన టియెన్‌క్వాంగ్‌న్‌గుయెన్ (ఫస్ట్ సర్వర్స్) మరియు కార్నెలియాబ్రెయిట్‌కోఫ్ (సంబంధిత రచయిత) AC ఇంపెడెన్స్ డేటా ద్వారా డిఫ్యూజన్ కోఎఫీషియంట్‌లను పొందేందుకు ఒక కొత్త మార్గాన్ని ప్రతిపాదించారు. EIS డేటాను ఉపయోగించి పదార్థాలను పొందే విస్తరణ గుణకం కొత్త భావన కాదు. ఎలక్ట్రోడ్ లేదా పదార్థం యొక్క విస్తరణ గుణకాన్ని లెక్కించడానికి AC ఇంపెడెన్స్‌లో విస్తరణ అవరోధ విలువను ఉపయోగించిన అనేక నమూనాలు ఉన్నాయి, అయితే ఈ నమూనాలను సాధారణంగా విస్తరణతో కలపాలి.

పొడవు వంటి పారామితుల గణన, మరియు ఈ విలువ సాధారణంగా ఎలక్ట్రోడ్ మందం లేదా కణ వ్యాసార్థం ద్వారా అంచనా వేయబడుతుంది. డిఫ్యూజన్ కోఎఫీషియంట్‌ను లెక్కించడానికి అవసరమైన అన్ని పారామితులను పొందేందుకు AC ఇంపెడెన్స్ డేటాను మాత్రమే ఉపయోగించాలని టియెన్‌క్వాంగ్‌న్‌గుయెన్ ప్రతిపాదించిన విధానం. విస్తరణ గుణకం యొక్క అర్థం ప్రకారం, విస్తరణ పొడవు ID మరియు విస్తరణ సమయ టౌడ్ మధ్య నిష్పత్తి ద్వారా మనం విస్తరణ గుణకాన్ని పొందవచ్చు (క్రింది సూత్రంలో చూపిన విధంగా).

పై సూత్రం నుండి దీనిని చూడవచ్చు. విస్తరణ గుణకం పొందడానికి మనం పైన పేర్కొన్న పారామితులను ప్రయోగాత్మక డేటా లేదా సైద్ధాంతిక నమూనా డేటా ద్వారా పొందాలి. ఎలక్ట్రోకెమికల్ వ్యవస్థలో, రెండు-విద్యుత్ పొర lambDAD మరియు ధ్రువణత యొక్క మందంలో సడలింపు సమయం tau2 ఆధారంగా అయాన్ చలనశీలతను లెక్కించవచ్చు.

విస్తరణ గుణకం యొక్క కీలక పారామితులను పొందడానికి, మనం ముందుగా విస్తరణ పొర మందం యొక్క డేటాను పొందాలి. విస్తరణ పొర అని పిలవబడేది విస్తరణ ప్రక్రియలో పదార్థ సాంద్రతల పరిధిని సూచిస్తుంది మరియు బండారాంప్మెల్లాండర్‌కోయెల్హో మరియు ఇతరులు. మొదలైనవారు.

విస్తరణ పొర యొక్క మందాన్ని లెక్కించడానికి మోడల్. డబుల్ బ్లాకింగ్ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క ఎలక్ట్రోకెమికల్ సిస్టమ్ యొక్క ఇంపెడెన్స్ మరియు లాస్ యాంగిల్ సాధారణ విలువను క్రింద ఉన్న బొమ్మ చూపిస్తుంది. ప్రభావవంతమైన విద్యుద్వాహక స్థిరాంకాన్ని కింది ఫార్ములా 3 ద్వారా లెక్కించవచ్చు, ఇక్కడ j అనేది ఒక ఊహాత్మక యూనిట్, డెల్టా అనేది నమూనా యొక్క మందంలో సగం మరియు విస్తరణ పొర యొక్క మందం మధ్య నిష్పత్తి, సాధారణంగా ఈ విలువ 10 కంటే ఎక్కువగా ఉంటుందని మేము నమ్ముతాము.

నష్ట కోణం అనేది విద్యుద్వాహక నష్టం మరియు నిజమైన విద్యుద్వాహక స్థిరాంకం మధ్య నిష్పత్తి (ఫార్ములా 4లో చూపబడింది). పై చిత్రం B నుండి, లాస్ యాంగిల్ నోడ్ సమయ స్థిరాంకం TAU2 వద్ద గరిష్ట విలువను కలిగి ఉందని చూడటం సాధ్యమవుతుంది మరియు లాస్ యాంగిల్ సాధారణ విలువ మరియు డెల్టా మధ్య సంబంధం ఫార్ములా 5లో చూపబడింది, కాబట్టి డిఫ్యూజన్ పొర మందాన్ని క్రింది ఫార్ములా 6 ద్వారా లెక్కించవచ్చు. EIS డేటాలో, పరిమిత వార్‌బర్గ్ డిఫ్యూజన్ ఇంపెడెన్స్ డిఫ్యూజన్ పొడవు, డిఫ్యూజన్ కోఎఫీషియంట్ మరియు డిఫ్యూజన్ వేగం వంటి పారామితులను కలిగి ఉంటుంది, సాధారణంగా మనం డిఫ్యూజన్ సమయ పారామితులను పొందడానికి ZVIEW మరియు ఇతర సాధనాల ద్వారా EIS గుర్తింపు ఫలితాలను సరిపోయేలా సమానమైన సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగించవచ్చు.

అయితే, కొన్ని సందర్భాలలో కొంత ఇంపెడెన్స్ ఉంటే, ఫిట్టింగ్ ఫలితాలు తరచుగా తక్కువగా ఉంటాయి మరియు AC ఇంపెడెన్స్ డేటాలో పరివర్తన ప్రాంతాన్ని అమర్చడం ద్వారా ఈ సమస్యను మరింత ఖచ్చితమైన డేటాను అమర్చవచ్చు. పరిమిత పొడవు గల వార్‌బర్గ్ డిఫ్యూజన్ ఇంపెడెన్స్‌ను ఫార్ములా 7లో వ్యక్తీకరించవచ్చు, ఇక్కడ RW అనేది పరిమిత డిఫ్యూజన్ ఇంపెడెన్స్, మరియు డిఫ్యూజన్ సమయాన్ని పై ఫార్ములా 1 ద్వారా లెక్కించవచ్చు. పై సూత్రంలోని పరామితి సంబంధం సూత్రాలు 9, 10లో చూపబడింది మరియు పరిమిత వ్యాప్తి అవరోధం యొక్క ఘన మరియు ఊహాత్మక భాగాన్ని క్రింది సూత్రం 11 మరియు 12 ద్వారా క్రింది సూత్రం 13 యొక్క ఆకృతిలోకి సరళీకరించవచ్చు.

13 లో మనం RW అంటే Z మరియు Omega1 / 2 మధ్య రిలేషనల్ కర్వ్ యొక్క వాలు అని చూడవచ్చు. పై బొమ్మ ఒక సాధారణ AC ఇంపెడెన్స్ మ్యాప్‌ను చూపిస్తుంది, ఇది బొమ్మ నుండి 45 డిగ్రీల పరివర్తన జోన్‌లో ఇంపెడెన్స్ వక్రరేఖ యొక్క వాలును చూడగలదు, అంటే ఈ ప్రాంతంలో ఇంపెడెన్స్ యొక్క వాస్తవ మరియు ఊహాత్మక భాగం యొక్క విలువ సమానంగా ఉంటుంది. ఇంటర్ఫేస్ యొక్క విస్తరణ ప్రక్రియకు సంబంధించి, క్రింద చూపిన రాండిల్స్ సమానమైన సర్క్యూట్‌ను మనం అమర్చవచ్చు.

WARBURG మూలకం మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ వర్గమూలం మరియు దశ కోణం ప్రతికూలంగా పరస్పర సంబంధం కలిగి ఉన్నందున, పెన్ డైరెక్ట్ డికంపోజిషన్ వార్‌బర్గ్ మూలకం యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్‌ను కలిగి ఉండటం ఇప్పటికీ చాలా సవాలుతో కూడుకున్న పని, కాబట్టి మనం దానిని సమాంతర RW మరియు CWగా భర్తీ చేయవచ్చు, కాబట్టి క్రింద చూపిన సమానమైన సర్క్యూట్ యొక్క మొత్తం ఇంపెడెన్స్ ఫార్ములా 15లో చూపబడింది మరియు మొత్తం ఇంపెడెన్స్ వాస్తవ భాగం మధ్య ఉంటుంది. అంజీర్‌లో చూపిన విధంగా ఫ్రీక్వెన్సీ సుమారుగా 0 అయినప్పుడు. 16, నిజమైన భాగం మరియు ఊహాత్మక భాగాన్ని రెండవ ఫార్ములా 17 రూపంలో ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితలం రూపంలో ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితలం యొక్క ఉపరితలం యొక్క రెండు-విద్యుత్ పొర యొక్క కెపాసిటెన్స్ విలువగా మార్చవచ్చు, ఇది చాలా చిన్నది. సాధారణంగా, 1-10uf / cm2 లో, కింది పిక్చర్ సర్క్యూట్‌లోని మొత్తం ఇంపెడెన్స్ యొక్క ఇంపెడెన్స్‌ను వార్‌బర్గ్ ఇంపెడెన్స్ యొక్క ఊహాత్మక భాగానికి సమానంగా పరిగణించవచ్చు, అంటే z = omGAZ, మరియు డిఫ్యూజన్ కోఎఫీషియంట్ యొక్క అతి ముఖ్యమైన డిఫ్యూజన్ పొడవు ID ఎలక్ట్రానిక్‌గా ఉంటుంది డిఫ్యూజన్ కోఎఫీషియంట్ మరియు డిఫ్యూజన్ సమయం లెక్కించబడతాయి (క్రింది ఫార్ములా 19లో చూపిన విధంగా) ఛార్జ్ యొక్క ఛార్జ్ ఒకేలా ఉంటుందని భావించండి, తద్వారా ఎలక్ట్రాన్‌ల డిఫ్యూజన్ కోఎఫీషియంట్‌ను అయాన్ మొబిలిటీతో భర్తీ చేయవచ్చు మరియు డిఫ్యూజన్ సమయాన్ని ఉపయోగించవచ్చు FIGలో చూపిన ఫ్రీక్వెన్సీ కర్వ్‌లోని ఎత్తైన పాయింట్ వద్ద ఆర్క్‌కు సంబంధించిన సమయ స్థిరాంకం.

కాబట్టి, పై సూత్రాన్ని సూత్రంలో చూపిన ఫార్మాట్‌లోకి మార్చవచ్చు. పైన పేర్కొన్న నమూనా రచయితల ప్రకారం, సాహిత్యం నుండి డేటాను కుళ్ళిపోతుంది, కింది చిత్రం నుండి ఎంపిక చేయబడిన ఐదు నమూనాలు తక్కువ పౌనఃపున్య ప్రాంతం యొక్క విస్తరణ వక్రరేఖలో విలక్షణమైన వ్యత్యాసాన్ని కలిగి ఉన్నాయని మరియు అనేక నమూనాలు అర్ధ వృత్తాకార ప్రాంతంతో కూడి ఉన్నాయని చూడవచ్చు. అప్పుడు సాపేక్షంగా తక్కువ పౌనఃపున్యాల పరిధిలో ఎడమ మరియు కుడి వైపున దాదాపు 45 డిగ్రీల పరిమిత విస్తరణ అవరోధం ఉంటుంది మరియు అందువల్ల, పై నమూనా ప్రకారం, WSC = 2, 4, 5, 6 మరియు 15 యొక్క అనేక నమూనాల విస్తరణ సమయ స్థిరాంకం వరుసగా 4.

16, 25, 36, మరియు 225 (క్రింద పట్టిక 1 లో చూపబడింది). పై నమూనా యొక్క ప్రభావాలను పోల్చడానికి, రచయిత సల్ఫేట్ జిర్కోనియం సల్ఫేట్ యొక్క ఉపరితలంలోని నీటి అణువుల శోషణ ప్రక్రియను తీసుకుంటాడు, మొదట పరీక్ష గుర్తింపు ఫలితాలను సరిపోయేలా రాండిల్స్ సమానమైన సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగిస్తాడు మరియు దిగువన ఉన్న చిత్రం నుండి అవరోధం యొక్క నిజమైన భాగాన్ని చూడగలడు. పరీక్ష విలువ మరియు ఫిట్టింగ్ విలువ మధ్య లోపం 25%కి చేరుకుంది మరియు అధిక ఇంపెడెన్స్ లేదా శబ్దం సాపేక్షంగా ఎక్కువగా ఉన్న సందర్భంలో వార్‌బర్గ్ ఇంపెడెన్స్‌ను కలిగి ఉన్న సర్క్యూట్ ఫిట్టింగ్ ప్రభావం యొక్క ప్రకటన అనువైనది కాదు.

కాబట్టి, సంఖ్యా విలువలు రిఫరెన్స్ మాత్రమే కావచ్చు. క్రింద ఉన్న చిత్రంలో, రచయిత సాంప్రదాయ సమానమైన సర్క్యూట్ పద్ధతి ప్రతిపాదించిన నమూనా పద్ధతి యొక్క అమరిక ప్రభావాన్ని మరియు రచయితను పోల్చారు. దిగువ ఎడమ చిత్రం నుండి, కొత్త మోడల్ పద్ధతి ద్వారా పొందిన ఫిట్టింగ్ ప్రభావాన్ని చూడటం అవసరం.

ఇది సాంప్రదాయ సమానమైన సర్క్యూట్ కంటే మెరుగైనది. కింది పట్టిక 3 నుండి పొందిన విస్తరణ గుణకం నికర అయాన్ చలనశీలత మరియు నీటి ఆవిరి ఫలితాన్ని మరియు ఇతర వ్యక్తుల గుర్తింపు ఫలితాలను చూడవచ్చు. టియెన్‌క్వాంగ్‌న్‌గుయెన్ ప్రతిపాదించిన పద్ధతి AC ఇంపెడెన్స్‌లో పరిమిత విస్తరణ పొడవు భాగాన్ని అమర్చడం ద్వారా సరిపోతుంది, పెన్ నేరుగా ఉంటుంది మరియు విస్తరణ పొడవు యొక్క పొడవు ఉంటుంది, తద్వారా AC ఇంపెడెన్స్ డేటాను ఉపయోగించి వేగవంతమైన మరియు ఖచ్చితమైన డేటా యొక్క వేగవంతమైన మరియు ఖచ్చితమైన నిర్ధారణను గ్రహించవచ్చు.