Faraday.S Law of Electromagnetic Induction on olennainen ymmärtää, miten paristot tallentaa ja vapauttaa energiaa. Se liittyy määrä sähkökemiallisten reaktioiden aikana siirretty sähkövaraus määrä aineen. Tätä lakia käytetään usein arvioimaan teoreettinen kapasiteetti akkuja, mutta se on rajoituksia, kun sovelletaan reaalimaailman skenaarioita.

Faraday . - Lain ymmärtäminen

Faraday.s. Laki sanoo, että virtapiirin läpi kulkevan sähkövarauksen (Q) määrä on suhteessa hapettumisen tai vähentämisen läpikäyvän aineen määrään. Laki ilmaistaan seuraavasti:

]Q = n × F

jossa n on siirrettyjen elektronien moolien määrä ja F on Faraday... n vakio (~96,485 C/mol).

Akun kapasiteettiin sovelletaan

Akun kapasiteetti lasketaan usein sähkökemiallisten reaktioiden aikana siirretyn kokonaislatausmäärän perusteella. Teoreettista kapasiteettia (ampeeritunteina) voidaan arvioida käyttämällä reaktioon osallistuvien elektronien määrää ja aktiiviaineiden moolimassaa.

Esimerkiksi litium-ioniparistossa kapasiteetti riippuu siitä, kuinka monta litium-ionia voidaan palauttaa ja uuttaa elektrodimateriaaleista. Faraday-lain avulla insinöörit voivat arvioida mahdollisimman suuren mahdollisen kapasiteetin kemiallisen stoikiometrian perusteella.

Esimerkkejä kapasiteettilaskelmista

Oletetaan, että reaktio sisältää siirtää 1 mooli elektronien / mooli aktiivisen materiaalin. Teoreettinen kapasiteetti voidaan laskea seuraavasti:

Valmius (Ah) = (n × F) / 3600

1 mooli elektronia, tämä tuottaa noin 26,8 Ah. Tämä arvo edustaa suurin kapasiteetti olettaen 100% hyötysuhde ja täydellinen reaktio.

Faraday-lain rajoitukset

Vaikka Faraday.S-laki on hyödyllinen, kun sitä sovelletaan todellisiin akkuihin. Se olettaa täydellisiä ja tehokkaita reaktioita, joita harvoin esiintyy käytännössä. Elektrodien hajoamista, sivureaktioita ja aktiivimateriaalien epätäydellistä käyttöä koskevat tekijät vähentävät todellista kapasiteettia.

Lisäksi fyysiset rajoitteet, kuten elektrodin pinta-ala ja elektrolyyttien johtaminen vaikuttavat suorituskykyyn. Siksi teoreettinen kapasiteetti usein yliarvioi akun käytännön kapasiteetin.

  • Elektrodien hajoaminen ajan mittaan
  • Sivukemikaaliset reaktiot
  • Puutteellinen aktiivinen materiaalin käyttö
  • Fyysiset ja kemialliset rajoitteet