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    高倍率锂电池发生的浓差极化与电解液浓度的关系

    来源:高倍率锂电池 | 作者:ycybattery | 发布时间: 2021-10-13 | 185 次浏览 | 分享到:

    高倍率锂电池在充电过程中,会发生化学反应,主要在极板和电解液接触处进行。因此,极板表面将产生大量的离子。在外电源产生的电场作用下,负极板表面的酸根负离子将向正汲板运动,正极板表面的氢正离子将向负极板运动。离子的这种有规则运动称为离子的电迁移。

     

    但是由于离子的迁移速度远远低于化学反应的速变,因而造成正负极板表面与远离极板处的离子浓度不同。电解液中离子的浓度差又促使离子从浓度高的地方向浓度低的地方运动,这种运动称为离子的扩散运动。但是,离子扩散需要一定的时间,所以,极板表面离子的浓度仍然较高。由于电解液中离子的浓度不同,必然导致电解液极化,使电解液呈现极化电压,因而高倍率电池正负极板的电极电位发生变化。这种因离子的浓度差而引起的电极电位变化(正极电位更正、负极电位更负)则被称为浓差极化。

     

    高倍率电池的充电电流越大,电化学反应越剧烈,极板表面产生正负离子的速度加快,因而浓差极化也越严重。充电停止后,由于离子的扩散运动仍在继续进行,所以,电解液中离子的浓度差将逐渐消失,浓差极化也逐渐消失。

     

    高倍率锂电池放电过程中,负极板上的铅正离子Pb2+要消耗酸根负离子SO4-;正极板表面的氢氧根负离子要消耗氢正离子H+,正极板上的铅正离子Pb+还要消耗酸根负离子SO4-,因此,正负极板表面离子的浓度都将迅速降低,浓差极化将迅速减小。

     

    我们从以上分析可以看出,在充电过程中,只要短时间停止充电,由于离子的扩散运动,电解液中离子的浓度差就会逐渐减小。如果充电停止一段时间后,再让高倍率电池短时间大电流放电,浓差极化也就会很快消失。

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