活性物質(zhì)的濃度對電池產(chǎn)生那些影響
編輯：貝朗斯動力商城
發(fā)表時間：2019-08-04
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"濃差過電位”是指電極表面電活性物質(zhì)濃度變化對電流的限制。實際電池中，只有在相對高的電流密度下這種影響才是主要的，尤其是聚合物電池中存在不流動電解質(zhì)相，因為缺乏對流而使?jié)舛葮O化非常嚴重。
另一方面運動離子的遷移數(shù)不變的陶瓷質(zhì)固態(tài)電解質(zhì)電池，即便在高倍率充放電過程下也無濃度極化存在。對于液態(tài)電解質(zhì)相，電極表面的電活性分子或離子是通過下列途徑得到補充的:本體相物質(zhì)的傳質(zhì)過程，或發(fā)生在界面附近電解質(zhì)相的化學反應(yīng)(與電勢無關(guān))。電池中主要的傳質(zhì)機理是濃度梯度下的擴散和電場下的電遷移。如果離子只存在于電解液中，而沒有參與電極反應(yīng)過程，那么電遷移是很微弱的。但當電活性物質(zhì)承擔電解質(zhì)相中所有電流的輸送時，電極極化和歐姆極化則難以區(qū)分。
電池電極通常是采用粗糙或多孔的基體來提高電極實際表面積，這樣可降低電荷轉(zhuǎn)移過程的過電位。不過當表面不平度的數(shù)量級與擴散層厚度相一致時，將很難計算擴散流量。。多孔結(jié)構(gòu)改變了電勢分布和微孔濃度梯度，從而使電荷轉(zhuǎn)移過程動力學和傳質(zhì)控制步驟發(fā)生根本變化。大量簡單模型(例如平行圃柱形微孔序列模型)已被研究。
到目前為止，對濃度極化的研究只集中于相界電解液的電活性物質(zhì)的消耗，如果金屬沉積和溶解過程中存在亞穩(wěn)態(tài)活性表面決定。對于大部分實際電池來說，小電流充電和放電可在接近于開路電壓下進行;在電池額定值以內(nèi)進行較大電流的充放電時，歐姆極化一般是最顯著的極化形式，只有在很高的倍率下，濃度極化才是主要的極化形式。
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