電阻(resistance) The measure of an electrical circuit element's inability to carry eletrical current.The measurement of the resistance is the ohm 電阻表示一個(gè)電路元件對(duì)電流傳遞的阻礙程度的大小。單位是歐姆,。 那么極化是怎么來的呢,? 電池放電時(shí)所有這些能量都不能完全轉(zhuǎn)化為電能,電化學(xué)反應(yīng)總是伴隨著能量的損失,,這些能量損失包括:1)活化極化--它引起電極表面的電化學(xué)反應(yīng) 2)濃差極化--它是由于電極表面和體相中反應(yīng)物和產(chǎn)物濃度的不同而產(chǎn)生的,,是物質(zhì)傳遞的結(jié)果。極化的存在消耗了部分能量,,并以熱的形式放出,。 極化( polarization) 電池在充放電過程中是存在極化的,通??蓪囯x子電池極化分為歐姆極化,、電化學(xué)極化和濃差極化三類。幾類極化各自的響應(yīng)速度也不一樣,。影響極化程度的因素很多,,但一般情況下充放電電流密度越大,極化也就越大,。 以下分類解釋一下: (1)歐姆極化 指由于正、負(fù)極上電化學(xué)反應(yīng)速度小于電子運(yùn)動(dòng)速度而造成的極化,。 電化學(xué)極化一般認(rèn)為是微秒級(jí)的 (3)濃差極化 廣義而言,,和歐姆電阻(IR)一樣,,活化極化和濃差極化都可以理解成電池內(nèi)阻的組成因素,或者說成是活化阻抗和濃差阻抗,?;罨瘶O化和濃差極化的大小需要建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型加以計(jì)算。 內(nèi)部阻抗由以下幾部分組成 ☆ 離子電阻 ①隔膜內(nèi)部的電解液 影響因素 電解液電導(dǎo)率,,隔膜面積,、厚度、孔隙率,、曲折系數(shù)(Gurley) ②正極內(nèi)部的電解液 影響因素 電解液電導(dǎo)率,,正極厚度、厚度,、孔隙率,、曲折系數(shù) ③負(fù)極內(nèi)部的電解液 影響因素 電解液電導(dǎo)率,正極厚度,、厚度,、孔隙率、曲折系數(shù) ☆ 電子電阻 ①兩個(gè)電極的活性物質(zhì) 影響因素 電極電導(dǎo)率,、厚度,、面積 ②集流體(銅箔和鋁箔) 影響因素 集流體厚度、寬度,、長(zhǎng)度,,極耳數(shù)量、位置 ③引線(極耳,、極柱,、內(nèi)部導(dǎo)電連接元件) 影響因素 外形尺寸、電導(dǎo)率 ☆ 活性物質(zhì)與集流體的接觸電阻 正極物質(zhì)與鋁箔 負(fù)極物質(zhì)與銅箔 把電極做一個(gè)等效電路圖,,主要有歐姆阻抗Rb,,雙電層電容Cd、電化學(xué)反應(yīng)阻抗Rct以及擴(kuò)散電阻Rw組成。一般來講,,在鋰離子的嵌入和脫出循環(huán)過程中,,Rb值變化一般不大,而Cd和Rct的變化卻較為明顯,。 電池阻抗主要體現(xiàn)為電化學(xué)反應(yīng)阻抗,,而歐姆阻抗相對(duì)較小。由下圖可知,。隨著溫度的下降,,電池阻抗逐漸上升,且下降至0°C以后,,阻抗速度增大,,陰極阻抗呈類似的趨勢(shì),從數(shù)值上來看,,電池的阻抗主要來源于陰極阻抗的貢獻(xiàn),。 其實(shí)在電池的整個(gè)循環(huán)過程中,陰極的阻抗占據(jù)整個(gè)電池阻抗的主要部分,,只比整體電池的阻抗略小一些,,隨著充放電循環(huán)的進(jìn)行,陰極阻抗增大,,電池的阻抗也隨之增加,。所以在電極制作的過程中需要特別注意陰極電阻的測(cè)試,極片電阻率特別重要,。 用交流法測(cè)出的是電池的阻抗,其實(shí)在企業(yè)里都往往要求測(cè)試電池的直流內(nèi)阻(DCR),,IEC標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)電池直流阻抗的測(cè)試做出了規(guī)定,。 IEC測(cè)試方法 電池滿充電后,以0.2C放電10s,,測(cè)試電壓為U1,,電流I1.然后以1C放電1s,此時(shí)電壓為U2,電流I2.那么電流直流內(nèi)阻為: 那么直流內(nèi)阻和交流到底有多少差別呢,? 如下為測(cè)試數(shù)據(jù),,從數(shù)據(jù)上看,電池的交流內(nèi)阻和直流內(nèi)阻相關(guān),,基本符合線性關(guān)系,。 根據(jù)電池EIS測(cè)試結(jié)果,電池的交流內(nèi)阻與歐姆電阻相近,,但是直流內(nèi)阻卻包含了歐姆內(nèi)阻和活化阻抗,,所以總的來說,直流內(nèi)阻的測(cè)定有很重要的意義。 |
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