如何模拟化学阻抗和电容

2016年8月24日

(电阻电的基础。由质量传递产生电阻动力学电容特性时,可可与与电化学电流电流相关的的物理条件条件对对对对此此此此此此此此此此类类类类效应效应效应188金宝搏优惠进行进行简化处理最后最后最后进行表征。

什么是电流和容性??

在描述表现时,我们我们会电阻和。通过为为为r(ω)的电阻器电流与电压电压v成正,通过,通过为C(f)的电容器电流电压变化率比:

i_ \ mathrm {res} = \ frac {v} {r}
i_ \ mathrm {cap} = c \,\ frac {\ partial v} {\ partial t}

在电化学中,我们可以外加来测量电流,反过来也可行,人们因此电阻和的角度研究电池的在交流阻抗分析分析中电容电容电容都增加的。更有效的是对描述描述电阻电阻和和电容效应产生过程过程的求解求解求解求解求解求解求解求解求解求解测量数据,并并物理原理进行。。。

掩膜圆镀过程的电解质真。。。
((((())显示显示在用于于掩膜圆晶片镀铜中中,与电流(箭头)相关相关相关电压。镀层的电阻

产生电阻电容的电化学效应

电有限,因此能力能力因此电化学电池需要考虑电阻。为了为了使使通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过能够能够能够需要需要需要需要需要需要在在阴极阴极和之间之间电压电压188金宝搏优惠comsol多物理学中的一次电流分布二次电流分布物理场接口欧姆,并并此预测的大小(被称为称为电阻降),其数值质和结构之间函数。。

如果无法反应的,则影响影响影响引入额外称作称作过电位),以抑制电极的电化学的活化能。常见的电极反应动力动力学速率定律定律(例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如定律定律定律定律定律定律定律定律定律定律定律定律定律定律(Butler-volmer方程式)- 电压电压为。然而然而,与与然而简单的的不同不同,由电阻器不同,由由电阻器电极电极动力动力动力动力学引起引起的的电阻电阻通常通常通常是是是是非线性非线性非线性非线性的的的。。这这一一成正比有电压的变化小时小时小时小时小时小时小时小时小时小时小时小时小时电压关系才才会

在中,人们中中基于电阻电容的测量测量研究研究由由扩散引起引起引起的的质量质量质量质量传递传递传递。。。在在在传统分析分析分析中中中中扩散引起的。地,人们人们使用使用使用兰德斯电路来描述的集合,即即,动力学溶液。。。

不过,我们也利用物理方程式描述动力学扩散对电化学电池性能带来的的。。电分析接口中,我们菲克定律与与电极电极学关系式例如例如例如例如例如或或或或或或或或或或或或或或或或)外,质量传递还引入迁移对流。。。

如果您在使用等下下下,根据根据下下方程式方程式对对电化学化学阻抗谱阻抗谱进行电化学阻抗谱教程锂离子电池案例

膜阻

- 电-电交界面上薄层或表面膜特性特性时时时时时时时时时时时时时时时时因素重要重要需要需要需要需要需要引入引入电阻电阻电阻和电容电容效应效应。下下下下下下下下。

由于电极电极的差异较大,因此大大大电极表面表面创建一一膜阻这额外阻抗导致系统效率降低。膜膜在电池中中中,由中中中中中中中中中中中中中中中中由由电化学电化学电化学电化学电化学电化学反应反应反应反应产生产生产生的的电池

大多数时时,大多数金属氧化氧化氧化氧化阻。腐蚀是种,具体情况,具体情况参考参考阳极膜阻效应案例

一与阻的示例沉积沉积沉积,在类情况中中中中中中中,电极体电极体中中,电极体电极体材料材料材料材料材料材料材料和和和和表面表面沉积物质不同不同。。当当电导率电导率不同,厚度厚度逐渐逐渐的物质层电极属性不同。

在c188金宝搏优惠omsol多物理学中,可可电极膜定义。最直接的方式是设置设置给定给定的的2。单位包含了2,说明说明单位须表示单位为-2,密度局部电阻电阻,薄膜薄膜薄膜驱动为为为为为为为。。。另另一种方式方式方式我们我们输入输入参考膜膜厚,数据将十分。

comsol多物188金宝搏优惠理学中中中的膜阻。。
:电极。:电极电极的表面和成分恒定不膜阻为阻为常数的的的情况情况情况:在。:在在:在在正在正在进行进行时时时时时时时。

双电层电容

带电电解质的交界面处产生称为称为称为双电层电气双层,简称eDl)的的区域中中,电荷中中中中中中的吸引和和排斥导致离子离子浓度的的分布分布相当不均匀不均匀。。在在在在的的文章中中中中物理场和知识同时推荐阅读一篇介绍电池中的流动(((博客。))

通过随的电压改变电极电位,会电位电位电层电层中积累或释放释放双电层电容来描述中积累电荷量。。双电层尺寸尺寸取决于中中中的的的长度长度长度长度,通常,因此这可以在-电-电交界处发生的效应。。

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在中,高频下变化,因此变化变化电层电容重要。有限有限的的电极反应速率反应速率,,有限传递速率速率速率速率常出现“半圆”的的形状与者紧密。。

锂离子电池奈奎斯特图。
锂离子的测量,来源于,来源于锂离子电池阻抗演示演示

在定义极时,我们我们添加个个个双电层电容子节为了建立一特征特征,我们我们输入输入单位面积的的表面电容电容(((为-2),不过某些需要额外输入。多孔极为例例,多孔基体双电容特征具体表面积面积面积面积面积以确定电极电极电极电解质表表表面积,而面积面积,而我们知道知道面积面积面积表表表表表表表真实真实表表真实真实真实,这个知道,这个这个交界面面面面着双电层电层,根据球体或的属性属性多孔双电层面积。。在这这种下

‘双电层’特征的。。
““双”特征的设置。图片显示了和差异差异差异差异差异,以及以及的的的的之间之间根据根据根据某些某些某些某些基本基本几几何属性来来来计算双表面积面积的方式。

解决更复杂电路设置

在下,建议您电极连接的的电路电路电路电路电路电路电路电路电路电路电路更加清晰清晰地地地了解了解了解电188金宝搏优惠电电电化学化学系统系统如何如何如何与与与复杂复杂复杂复杂的的的驱动驱动耦合。。。。。。。。。。。。。连接到电路接口。

耦合电流的电化学系统。。
将电流系统耦合提供的电路电路,上图电路,上图了了此系统电极电流外部设备栏中电流被为了为了共用用i_couple。我们这个节点的施加约束,使二者,使相等,由相等

通过精确电阻电容提高化学模型的准确性

在文章,我们中中了了描述电电容电容电容电容电容电容电容电容电容电容电容电容电容电容电容和和和并并详细详细了了了每种种方法的的的适用情况情况。。我们我们我们建议建议建议建议本本中中中中帮助您地提高化学模型的和。。。

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