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鋰電池阻抗如何模擬鋰離子電池中的阻抗

來源:美國Gamry電化學   2019年04月28日 09:01  
鋰電池阻抗是一種廣泛應用于電分析領(lǐng)域的技術(shù),其作用是研究電化學系統(tǒng)中的諧波響應。在電池中,它會在兩個電極之間電勢差的基礎(chǔ)之上施加一個小的正弦振蕩,并根據(jù)阻抗以頻域分析得到的電流結(jié)果。通常情況下,該擾動應用于開路電壓。
 
鋰電池阻抗如何模擬鋰離子電池中的阻抗
發(fā)生在鋰離子電池內(nèi)的多個過程展現(xiàn)出了瞬態(tài)響應,可以在頻域中探測到。下圖中的標準鋰離子電池由兩個多孔電極構(gòu)成,并且兩電極之間帶有多孔隔膜,我們可以對以下過程進行解釋:活性電極材料表面的電荷轉(zhuǎn)移反應。
 
活性電極材料表面的電荷轉(zhuǎn)移反應。
電解質(zhì)中的質(zhì)量傳遞(擴散和遷移)。
活性電極材料顆粒內(nèi)的鋰擴散。
活性電極材料、電導體和其他表面上雙電層電荷的變化。
導電材料之間的接觸阻抗。

鋰電池阻抗接口能夠輕易地解釋這些現(xiàn)象,軟件在電解質(zhì)中建立了電荷平衡和質(zhì)量平衡。在活性材料顆粒中,求解了質(zhì)量平衡。舉例來說,電荷轉(zhuǎn)移反應可以利用動力學進行模擬。在所有固相材料的表面,可引入雙電層電流和膜阻。接口中的所有方程均基于瞬態(tài)描述。含有高活性化學物質(zhì),燃燒的鋰離子電池釋放的能量大約是與其相同體積汽油的三分之一,所有這些都是由化學反應產(chǎn)生的。

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