Faraday'ın Elektromanyetik İndüksiyon Yasası, pillerin nasıl depolandığı ve enerji serbest bırakılmasının temel olduğunu anlamaktır.Bu yasa, elektrokimyasal reaksiyonlar sırasında alınan elektrik yükün miktarı ile ilgili olarak sıklıkla bataryaların teorik kapasitelerini tahmin etmek için kullanılır, ancak gerçek dünya senaryolarına uygulanan kısıtlamalara sahiptir.

Faraday'ın Yasasını Anlamak

Faraday Yasası, bir devreden geçen elektrik yükü miktarının, oxidasyon veya azaltım içeren madde miktarına orantılı olduğunu belirtir.

[0]Q = n × F).

[FONT:0]n , transfer edilen elektronların sayısı ve [[Dönem:2)F) Faraday'ın sabiti (~96,485 C/mol).

Battery Kapasiteye Uygulanmak

Battery kapasitesi genellikle elektrokimyasal reaksiyonlar sırasında transfer edilen toplam ücrete dayalı olarak hesaplanır. Teorik kapasite (birmper-saat) tepkideki elektron sayısını ve aktif malzemelerin molar kitlesini kullanarak tahmin edilebilir.

Örneğin, bir lityum-ion bataryasında, kapasite, elektrot materyallerinden geri dönüşümlü ve çıkartılabilir olan lityum iyon sayısına bağlıdır. Faraday Yasasını kullanarak, mühendisler kimyasal stoichiometriye dayanan maksimum kapasiteyi tahmin edebilir.

Kapasite Hesaplamaları Örnekleri

Bir tepkinin aktif malzemenin mol'u 1 mol'u transfer ettiğini varsayalım. Teorik kapasite olarak hesaplanabilir:

[0]Kapşehir (Ah) = (n × F) / 3600).

1 mol için, bu yaklaşık 26.8 Ah. Bu değer% 100 verimlilik ve tam tepki olarak kabul edilen maksimum kapasiteyi temsil eder.

Faraday Yasasının Sınırları

Yararlı olsa da, Faraday Yasası gerçek bataryalara uygulanan kısıtlamalara sahiptir. Bu, pratikte nadiren meydana gelen tam ve verimli tepkiler alır. Elektrode bozulması, yan reaksiyonları ve aktif materyallerin kullanımı gerçek kapasiteyi azaltır.

Ayrıca, elektrot yüzey alanı ve elektrolit iletkenlik etkisi performansı gibi fiziksel kısıtlamalar. Bu nedenle, teorik kapasite genellikle bir bataryanın pratik kapasitelerini aşırı derecede azaltmaktadır.

  • Zaman içinde elektrot bozulması
  • Side kimyasal reaksiyon tepki tepki
  • Tamamlanmış aktif malzeme kullanımı
  • Fiziksel ve kimyasal kısıtlamalar