电化学反应动力学Butler-Volmer-模型.
- 格式:ppt
- 大小:936.50 KB
- 文档页数:4
]电化学知识点总结电化学是研究化学变化与电能之间的关系的一个学科,它是化学和物理学的交叉学科。
电化学的研究对象是电解过程和电池,并且在化学分析、电镀、腐蚀、电解制氧等领域应用广泛。
下面是一些电化学的基本知识点总结。
1. 电化学基础概念- 电池:由阳极和阴极以及连接二者的电解质构成,能够将化学能转化为电能的装置。
- 电解:在电解质中施加外加电势,使其发生化学反应,将化学能转化为电能。
- 氧化还原反应:电化学过程中的基本反应类型,包括氧化(电子流从物质中流出)和还原(电子流进入物质)两个反应。
2. 电解过程中的电解质和电极- 电解质:电解质是指携带电荷的溶液或熔融物质,可以将其称为离子液体,它在电解过程中离子扮演着重要的角色。
- 电极:电解过程中用于传输电子的导体,包括阳极(电流从电池中流出的极)和阴极(电流流入电池的极)。
3. 电势和电位- 电势:电势是指电池两个电极之间的电势差,用于描述电化学反应的驱动力。
单位是伏特(V)。
- 电位:电位是电池中某个电极的电势,用于描述物质的氧化还原能力,单位也是伏特(V)。
4. 电极电势和标准电极电势- 电极电势:电极电势是单个电极与某种参考电极之间的电势差,用于表示电极的氧化还原能力。
- 标准电极电势:标准电极电势是指在特定条件下,使用标准氢电极作为参照电极时,其他电极与标准氢电极之间的电势差。
标准氢电极的电极电势被定义为0V。
5. 动力学和热力学电极反应- 动力学电极反应:描述电极反应速率的反应动力学方程,例如质子还原动力学反应可以用Tafel方程或Butler-Volmer方程表示。
- 热力学电极反应:描述电极反应发生与否以及方向的反应热力学条件。
通过比较标准电极电势可以得知电极反应的方向。
6. 电化学电池- 电化学电池分类:电化学电池分为两大类,即原电池和电解池。
原电池直接将化学能转化为电能,如干电池;电解池则是利用外部电势来促进电解反应。
- 实例:常见的电化学电池有锌-铜电池、铅蓄电池、锂离子电池等。
电化学缩写电化学是一门涉及电荷迁移的化学,它也是“给予物体能量的技术”。
电化学可以被用来描述电荷的运动,以及它们之间的相互作用。
电化学的应用非常广泛,其中包括工业用途、航空、船舶、能源等等。
在每个领域中,电化学都发挥着重要的作用。
电化学的词汇中有许多缩写,同学们需要对它们有所熟悉,以便在学习过程中能够准确地理解电化学概念。
下面介绍一些常用的电化学缩写:1. NHE:正确的缩写为“等电位线”,指的是在水的混合体系中,电位相等的体系中的电荷分布情况。
2. Nernst方程:缩写为“Nernst Eq”,它描述了等电位线处的电位变化和电解质解离常数之间的关系。
3. Arrhenius理论:缩写为“Arr Eq”,它描述了离子迁移反应速率与温度之间的关系。
4. Butler-Volmer方程:缩写为“B-V Eq”,它描述了电极反应速率与电位及电解质度之间的关系。
5.特尔-玻森方程:缩写为“D-B Eq”,它描述了电极反应速率与电荷转移的速率常数之间的关系。
6.伦兹方程:缩写为“L Eq”,它描述了电极反应与活度和温度之间的关系。
7.斯托尔定律:缩写为“B-law”,它描述了电极的传导特性与电位、温度和比电容之间的关系。
8.密斯定律:缩写为“S-law”,它描述了电极反应速率和复用电位之间的关系。
9.尔伯特-史密斯方程:缩写为“C-S Eq”,它描述了电极反应速率和反应扩散体积之间的关系。
10. 伽马-实验:缩写为“G-exp”,它是一种测定电极反应速率和电位之间关系的实验方法。
电化学缩写是电化学学习过程中必不可少的一环,通过对它们的熟悉了解,可以更好地掌握电化学的基本概念,并运用它们来解决问题。
然而,要想更好地理解电化学,还要靠广泛的实践,增强学习能力,提高知识水平。
不同充电模式对锂离子电池极化特性影响杨帆;乔艳龙;甘德刚;王谦;陈伟【摘要】锂离子电池大电流快速充电成为近年来的发展趋势,但大电流充电很容易在电池内部引起严重极化,影响电池的性能与寿命.本文研究不同充电模式对锂离子电池极化特性的影响规律,首先,建立基于LiMn2O4/石墨电池的电化学-热耦合瞬态计算模型,充分考虑充电过程中电池内部的电化学过程和内热源实时变化,通过变电流充电时电池端电压变化和电解液浓度的空间分布规律,研究电池内三种极化的时变特性.然后,研究不同恒流充电倍率下电池端电压和极化电压随SOC的变化规律,提出表征电池极化程度和极化电压对电池充电过程影响的变量PA与SOCc,定量分析不同充电条件下极化电压对锂离子电池充电过程的影响.最后,研究Reflex快速充电条件下极化电压的变化规律,分析不同正向充电时间tch对电池极化及充电过程的影响,并给出了建议tch值.结果表明,极化电压受充电电流和SOC的直接影响,而其变化又直接影响电池端电压的变化,Reflex快充方法能有效抑制电池极化,减弱其对充电的影响.%High current fast charging of Lithium-ion battery has become a developing trend in recent years. However, high current charging will cause great polarization within the battery, which has great influence on its performance and cycle life. Lithium-ion battery polarization characteristics at different charging methods were investigated. Firstly, an electrochemical-thermal transient numerical model based onLiMn2O4/graphite was established. Herein, the electrochemical process and real-time heat source change were taken into full consideration. Secondly, variation current charging was utilized, and time-varying characteristics of three polarizations were analyzed based on cell voltageand spatial distributions of electrolyte salt concentration. Then cell voltage and polarization voltage along with SOC at different constant current charging rates were analyzed. Subsequently, two variablesPA and SOCc were defined to represent the degree of polarization and available capacity. Polarization voltage characteristics under different charging conditions were analyzed quantitatively. Finally, polarization of reflex fast charging influence of differenttch on charging was studied. The results show that polarization voltage is affected by charging current and SOC directly, while the polarization affects cell voltage on the other hand. Reflex fast charging can suppress the polarization voltage and weaken its influence on charging.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2017(032)012【总页数】8页(P171-178)【关键词】锂离子电池;电池极化;充电方式;电池产热【作者】杨帆;乔艳龙;甘德刚;王谦;陈伟【作者单位】输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044;输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆 400044;国网四川省电力公司电力科学研究院成都 610000;国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆 400000;国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆 400000【正文语种】中文【中图分类】TM911锂离子电池具有循环寿命长、比能量大、体积小、自放电率小等优点,已经广泛应用于消费电子、电动汽车等领域[1-3]。
电化学催化反应动力学的研究随着科技的发展,电化学催化反应逐渐成为了化学研究的热门话题之一。
电化学催化反应动力学是电化学中非常关键的一个方面,它研究的是化学反应与电化学过程之间的相互作用。
在这篇文章中,我将详细探讨电化学催化反应动力学的研究。
一、电化学催化反应的基本概念电化学催化反应是指在电极表面,不通过物理方式,而是通过化学反应,将电能转化为化学能的过程。
在电化学催化反应中,一个材料被氧化或还原,而另一个材料则被还原或氧化。
这个过程涉及到两种材料之间的电子传递,它们通常被称为半反应。
电化学催化反应的速率是由反应物分子在电极表面的几率决定的。
在电极表面,反应物分子会受到电场的作用而被吸附在表面上,从而增加反应的速率。
这种吸附现象称为电极表面的催化活性。
二、电化学催化反应动力学的基本原理电化学催化反应动力学研究的是催化反应的速率和机理。
这是因为催化反应的速率和机理对于一些应用非常关键,例如,电池的充电和放电、电解加工和电化学合成等。
电化学催化反应动力学研究的一个重要方面是反应速率方程式。
反应速率方程式是一个用数学形式表达反应速率和反应物浓度之间关系的公式。
反应速率方程式可以用来预测反应速率随着反应物浓度的变化而如何变化。
电化学催化反应的机理也是非常关键的。
理解反应机理可以帮助人们选择适合的催化剂、预测催化反应的产物和优化反应条件。
三、电化学催化反应动力学研究的方法电化学催化反应动力学的研究方法有很多种。
其中,最常见的方法是循环伏安法和交流阻抗法。
这两个方法都能够提供重要的反应动力学信息,从而帮助科学家理解反应的速率和机理。
循环伏安法是一种非常常用的方法,用于探究电化学反应的动力学。
循环伏安法通过在电压与时间之间制造电位差,来测量电化学催化反应的电流响应。
通过这个方法,可以确定反应活化能、反应平衡常数和反应速率常数等重要参数。
交流阻抗法是另一种常用的方法,用于研究电化学催化反应机理和反应速率。
通过测量电极系统的交流阻抗,并精确地分析这些数据,可以得出反应的速率和机理。