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    高倍率鋰電池發生的濃差極化與電解液濃度的關系

    來源:高倍率鋰電池 | 作者:ycybattery | 發布時間: 2021-10-13 | 28 次瀏覽 | 分享到:

    高倍率鋰電池在充電過程中,會發生化學反應,主要在極板和電解液接觸處進行。因此,極板表面將產生大量的離子。在外電源產生的電場作用下,負極板表面的酸根負離子將向正汲板運動,正極板表面的氫正離子將向負極板運動。離子的這種有規則運動稱為離子的電遷移。

     

    但是由于離子的遷移速度遠遠低于化學反應的速變,因而造成正負極板表面與遠離極板處的離子濃度不同。電解液中離子的濃度差又促使離子從濃度高的地方向濃度低的地方運動,這種運動稱為離子的擴散運動。但是,離子擴散需要一定的時間,所以,極板表面離子的濃度仍然較高。由于電解液中離子的濃度不同,必然導致電解液極化,使電解液呈現極化電壓,因而高倍率電池正負極板的電極電位發生變化。這種因離子的濃度差而引起的電極電位變化(正極電位更正、負極電位更負)則被稱為濃差極化。

     

    高倍率電池的充電電流越大,電化學反應越劇烈,極板表面產生正負離子的速度加快,因而濃差極化也越嚴重。充電停止后,由于離子的擴散運動仍在繼續進行,所以,電解液中離子的濃度差將逐漸消失,濃差極化也逐漸消失。

     

    高倍率鋰電池放電過程中,負極板上的鉛正離子Pb2+要消耗酸根負離子SO4-;正極板表面的氫氧根負離子要消耗氫正離子H+,正極板上的鉛正離子Pb+還要消耗酸根負離子SO4-,因此,正負極板表面離子的濃度都將迅速降低,濃差極化將迅速減小。

     

    我們從以上分析可以看出,在充電過程中,只要短時間停止充電,由于離子的擴散運動,電解液中離子的濃度差就會逐漸減小。如果充電停止一段時間后,再讓高倍率電池短時間大電流放電,濃差極化也就會很快消失。

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