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zzhfzzhf

新虫 (小有名气)

[求助] 锂离子浓度积累造成的电压变化 浓度积累在哪里?

LPF锂电池充放电时,开始电压有一个缓变阶段,这个是浓度极化造成的,这个浓度变化主要在哪里?在电极材料内部还是电解液or隔膜or固液界面?负极是锂片。大电流小电流各怎样?

[ Last edited by zzhfzzhf on 2012-1-29 at 22:32 ]
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dhqdqk

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
zzhfzzhf(金币+1): 有帮助 2012-01-30 12:50:34
缓变阶段是钴酸锂的嵌锂曲线本身就有,非浓差极化造成。锂离子电池里浓差极化的影响较小,不如欧姆极化大,看极化严重程度方法有2种,一是看放电结束时高出电压(比如,设定为3.0V,但结束时实测在于3.0V),二是看充电时恒压阶段充电比例(当然也可以看电压,不过不太准)
2楼2012-01-30 10:09:50
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zzhfzzhf

新虫 (小有名气)

引用回帖:
2楼: Originally posted by dhqdqk at 2012-01-30 10:09:50:
缓变阶段是钴酸锂的嵌锂曲线本身就有,非浓差极化造成。锂离子电池里浓差极化的影响较小,不如欧姆极化大,看极化严重程度方法有2种,一是看放电结束时高出电压(比如,设定为3.0V,但结束时实测在于3.0V),二是 ...

用的是磷酸铁锂,小电流工作时,电压先是有阶跃,是欧姆阻抗压降,再是缓变,我认为是浓度积累,这个持续时间根据电流而定,小电流的话可以持续几个小时,最后电压比较平稳(还没达到充满或放完)。这个浓度积累找不到文献支持,不太确定。有的文献说是正极与电解液锂浓度差,或者说是正极与负极锂的活度对数差,就没有针对活动的锂离子进行讨论的。
3楼2012-01-30 12:49:17
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zzhfzzhf

新虫 (小有名气)

怎么扣我的金币10多分呢?我只送金币1分啊
可怜穷的想找本文献都不够金币,还扣我那么多。
4楼2012-01-30 12:54:57
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dhqdqk

金虫 (正式写手)

引用回帖:
3楼: Originally posted by zzhfzzhf at 2012-01-30 12:49:17:
用的是磷酸铁锂,小电流工作时,电压先是有阶跃,是欧姆阻抗压降,再是缓变,我认为是浓度积累,这个持续时间根据电流而定,小电流的话可以持续几个小时,最后电压比较平稳(还没达到充满或放完)。这个浓度积累 ...

浓差极化是指阴阳极附近的离子浓度的差。
5楼2012-01-30 17:57:00
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dhqdqk

金虫 (正式写手)

引用回帖:
3楼: Originally posted by zzhfzzhf at 2012-01-30 12:49:17:
用的是磷酸铁锂,小电流工作时,电压先是有阶跃,是欧姆阻抗压降,再是缓变,我认为是浓度积累,这个持续时间根据电流而定,小电流的话可以持续几个小时,最后电压比较平稳(还没达到充满或放完)。这个浓度积累 ...

最好截个图;有可能是仪器测试电压误差的问题,可以看下突变处电压变化大小,不是很大的话,如在2mV内,算是仪器的问题吧。
6楼2012-01-30 18:44:25
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linnxy

木虫 (正式写手)

浓度差 主要 集中在 极片 和 电解液 的 界面处,
电流越大,浓度差越大
Linn
7楼2012-01-30 21:04:38
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zzhfzzhf

新虫 (小有名气)

引用回帖:
7楼: Originally posted by linnxy at 2012-01-30 21:04:38:
浓度差 主要 集中在 极片 和 电解液 的 界面处,
电流越大,浓度差越大

我认为是在LiFePO4电极材料上的锂离子积累,特别是小电流时。
因为半电池的关键步骤就是锂离子的扩散机制,电解液,隔膜很多文献上说足以应付很大电流密度,所以在这些附近的极化可以忽略,主要是电极材料上的极化。
还有,界面极化的话,响应速度应该比较快,而材料内部锂离子浓度积累较慢,测量的曲线缓变时间较长,小电流的话,可以有几个小时。我的考虑是,材料内部锂离子浓度影响嵌入速度,稳定时达到一个动态平衡。

图不在这个电脑上,不便请见谅。
8楼2012-01-31 21:36:14
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zzhfzzhf

新虫 (小有名气)

引用回帖:
6楼: Originally posted by dhqdqk at 2012-01-30 18:44:25:
最好截个图;有可能是仪器测试电压误差的问题,可以看下突变处电压变化大小,不是很大的话,如在2mV内,算是仪器的问题吧。

图不在这个电脑,不便见谅。对电池有一定研究的应该看得明白。
电压变化大小与电流有关,电流在uA,电压mV。


9楼2012-01-31 21:53:06
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zzhfzzhf

新虫 (小有名气)

引用回帖:
9楼: Originally posted by zzhfzzhf at 2012-01-31 21:53:06:
图不在这个电脑,不便见谅。对电池有一定研究的应该看得明白。
电压变化大小与电流有关,电流在uA,电压mV。

图画得比较理想,最终电压也不会很平直,以更慢的速度下降。
10楼2012-01-31 21:57:31
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