Lityum elektr materialining diffuziya koeffitsientini aniqlash uchun AC impedans ma&39;lumotlaridan qanday foydalanish kerak?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Portable Power Station supplementum

Lityum-ion batareyasi Li + ning musbat va salbiy qutblar o&39;rtasida ko&39;chishi va tarqalishidir va Li ning kontsentratsiya farqi ijobiy va salbiy elektrodlar o&39;rtasida o&39;rnatiladi va shu bilan elektr energiyasini saqlaydi. Shuning uchun, ijobiy va salbiy qutblar orasidagi Li + o&39;rtasidagi diffuziya lityum ion batareyasining ishlashiga ta&39;sir qiladi. Agar biz Li + ning tezdan sekingacha bo&39;lgan tezligidan turli xil bo&39;g&39;inlarda saralangan bo&39;lsak, Li + ning elektrolitda tarqalishi eng ko&39;p ekanligiga shubha yo&39;q.

Tez, musbat va salbiy sirtda Li + zaryad almashinuvi jarayonidan so&39;ng, bu jarayonning tezligi nisbatan sekin, cheklovni yumshatishni cheklash oson va Li + ijobiy va salbiy materialda eng sekin, bu havola ham ko&39;pincha lityum ion batareyasining kattalashtirish ko&39;rsatkichlarini cheklashning kalitidir. Faol moddadagi reaktiv moddaning qattiq fazali diffuziya koeffitsienti asosiy parametr sifatida qattiq fazali diffuziya koeffitsienti material miqdorining kalitidir, ammo materiallarning parametrlari oddiy emas. Odatda, faol moddaning qattiq fazali diffuziya koeffitsientini hisoblash usuli muhim potentsial titrlash, doimiy oqim titrlash va AC impedans ma&39;lumotlariga ega.

Yaqinda Germaniyaning Drezden texnologiya universitetining Tienquangnguyen (Birinchi serverlar) va Korneliabreitkopf (muxbir muallif) AC impedans ma&39;lumotlari orqali diffuziya koeffitsientlarini olishning yangi usulini taklif qilishdi. EIS ma&39;lumotlaridan foydalangan holda materiallarni olishning diffuziya koeffitsienti yangi tushuncha emas. Elektrod yoki materialning diffuziya koeffitsientini hisoblash uchun AC empedansida diffuziya empedansi qiymatidan foydalangan ko&39;plab modellar mavjud, ammo bu modellar odatda diffuziya bilan birlashtirilishi kerak.

Uzunlik kabi parametrlarni hisoblash va bu qiymat odatda elektrod qalinligi yoki zarracha radiusi bilan taxmin qilinadi. Tienquangnguyen diffuziya koeffitsientini hisoblash uchun zarur bo&39;lgan barcha parametrlarni olish uchun faqat AC impedans ma&39;lumotlaridan foydalanishni taklif qilgan. Според значението на коефициента на дифузия можем да получим коефициент на дифузия чрез съотношението между дължината на дифузия ID и времето на дифузия taud (както е показано в следната формула).

Вижда се от горната формула. За да получим коефициент на дифузия, трябва да получим горните параметри чрез експериментални данни или данни от теоретичен модел. В електрохимичната система подвижността на йони може да се изчисли въз основа на времето за релаксация tau2 в дебелината на двуелектричния слой lambDAD и поляризацията.

За да получим основните параметри на коефициента на дифузия, първо трябва да получим данните за дебелината на дифузионния слой. Така нареченият дифузионен слой се отнася до диапазона от концентрации на материала в процеса на дифузия, а Bandaraampmellanderandcoelho et al. Et al.

Модел за изчисляване на дебелината на дифузионния слой. Фигурата по-долу показва импеданса на електрохимичната система на двойния блокиращ електрод и нормалната стойност на ъгъла на загуба. Ефективната диелектрична константа може да се изчисли по следната формула 3, където j е въображаема единица, делта е съотношението между половината от дебелината на пробата и дебелината на дифузионния слой, обикновено смятаме, че тази стойност е по-голяма от 10.

Ъгълът на загубите е съотношението между диелектричните загуби и реалната диелектрична константа (показана във Формула 4). От горната фигура B е възможно да се види, че възелът на ъгъла на загуба има максимална стойност при времеконстантата TAU2 и връзката между нормалната стойност на ъгъла на загуба и делта е показана във Формула 5, така че дебелината на дифузионния слой може да се изчисли по следната формула 6. В EIS данните, ограниченият дифузионен импеданс на Warburg съдържа параметри като дължина на дифузия, коефициент на дифузия и скорост на дифузия, обикновено можем да използваме еквивалентна схема, за да напаснем резултатите от откриването на EIS от ZVIEW и други инструменти за получаване на параметри за време на дифузия.

Въпреки това, в някои случаи на известен импеданс, резултатите от напасването често не са толкова идеални и този проблем може да бъде монтиран, за да се поберат по-точни данни чрез монтиране на преходна област в данните за AC импеданс. Дифузионният импеданс на Варбург с ограничена дължина може да се изрази във формула 7, където RW е ограничен дифузионен импеданс, а времето на дифузия може да се изчисли по горната формула 1. Връзката на параметъра в горната формула е показана във формулите 9, 10 и плътната и въображаема част от крайния импеданс на дифузия може да бъде опростена във формата на следната формула 13 чрез следните формули 11 и 12.

13 можем да видим, че RW може да означава наклона на релационната крива между Z и Omega1 / 2. Фигурата по-горе показва типична карта на импеданса на променлив ток, която може да види наклона на кривата на импеданса в преходната зона от 45 градуса от фигурата, което означава, че стойността на реалната и имагинерната част на импеданса в този регион е равна. По отношение на процеса на дифузия на интерфейса, можем да монтираме еквивалентната схема на Randles, показана по-долу.

Тъй като елементът WARBURG и квадратният корен на честотата и фазовият ъгъл са отрицателно корелирани, директното разлагане на писалката съдържа еквивалентната верига на елемента Warburg все още е много предизвикателна работа, така че можем да го заменим като паралелни RW и CW, така че общият импеданс на еквивалентната верига, показан по-долу, е показан във Формула 15, а реалната част на общия импеданс е между Когато честотата е приблизително 0, както е показано на фиг. 16, реалната част и въображаемата част могат да бъдат преобразувани в стойност на капацитета на двуелектрическия слой на повърхността на повърхността на електрода под формата на повърхността на електрода под формата на втората формула 17, която е много малка. Като цяло, в 1-10uf / cm2, импедансът на общия импеданс в схемата по-долу може да се счита за равен на въображаемата част от импеданса на Warburg, т.е. z = omGAZ, и най-важният ID на дължината на дифузия на коефициента на дифузия може да бъде електронно. Коефициентът на дифузия и времето на дифузия се изчисляват (както е показано в следната формула 19) предполагат, че зарядът на заряда е същото, така че коефициентът на дифузия на електроните може да бъде заменен с подвижността на йони и може да се използва времето на дифузия. Времеконстантата, съответстваща на дъгата в най-високата точка на честотната крива, показана на ФИГ.

Следователно горната формула може да бъде преобразувана във формата, показан във формулата. Според гореспоменатия модел авторите разлагат данни от литературата, могат да видят, че петте проби, избрани от следната снимка, имат отличителна разлика в кривата на дифузия на нискочестотната област и няколко проби са съставени от полукръгла област. След това има ограничен дифузионен импеданс от около 45 градуса наляво и надясно в диапазона от относително ниски честоти и следователно, според горния модел, времевата константа на дифузия на няколко модела на WSC = 2, 4, 5, 6 и 15 е съответно 4.

16, 25, 36 и 225 (показани в таблица 1 по-долу). За да сравни ефектите от горния модел, авторът взема процеса на адсорбция на водни молекули в повърхността на сулфатния циркониев сулфат, като първо използва еквивалентната верига на Randles, за да пасне на резултатите от откриването на теста, и може да види реалната част от импеданса от фигурата по-долу. Грешката между тестовата стойност и стойността на монтиране достигна 25%, а декларацията за ефекта на монтиране на веригата, съдържащ импеданс на Warburg, не е идеална в случай, когато високият импеданс или шумът са относително високи.

Следователно цифровите стойности могат да бъдат само еталонни. На фигурата по-долу авторът сравнява ефекта на монтиране на метода на модела, предложен от метода на традиционната еквивалентна схема и автора. От долната лява снимка е необходимо да се види ефектът на напасване, получен чрез метода на новия модел.

По-добра е от традиционната еквивалентна схема. Коефициентът на дифузия, получен от следващата таблица 3, може да види резултата от подвижността на нетните йони и водните пари и резултатите от откриването на други хора. Методът, предложен от Tienquangnguyen, се вписва чрез монтиране на крайната част от дължината на дифузия в импеданса на променлив ток, писалката е права и дължината на дължината на дифузия, като по този начин се реализира бързото и точно определяне на бързи и точни данни с помощта на данни за импеданс на променлив ток.