电化学交流阻抗复数平面图和电容复数平面图上相似图形的等效电路变换规则(Ⅱ)──含有Warburg阻抗的等效电路的变换

提出并证明了等效电路中含有Warburg阻抗的电化学交流阻抗复数平面图和电容复数平面图上相似图形等效电路的变换规则 .推而广之 ,对任意包含有Warburg阻抗或其变换的等效电路 ,有着同样的变换规则 .应用此规则 ,可以将在一个复数平面图上的研究结果直接用到另一个复数平面图上 ,因此 ,变换规则是一种颇为有用的电化学交流阻抗研究的手段 .

多孔能源材料在有限扩散条件下的Warburg阻抗谱仿真研究

运用Warburg阻抗谱准确揭示多孔能源材料电极的动力学特性及离子在孔隙电解液的扩散行为,首先需要深入理解单孔Warburg阻抗谱随维度参数和材料特性的演化规律。本论文主要研究内容是:①建立单孔Warburg阻抗模型,并在理想界面和有限扩散条件下,从超越函数方程推演到代数方程;②通过数值计算方法,定量仿真了孔的直径、孔的深度、电解液单位长度电阻以及活性物/电解液界面单位长度比电容对Warburg阻抗特征的影响;③基于仿真结果,系统研究了Warburg阻抗谱的转折频率、横跨45°Warburg区低频电阻和低频等效电容随孔的维度参数和材料参数的动态演化规律;④最后,从电化学动力学的角度解释了有限扩散Warburg现象和半无限扩散Warburg现象彼此间的竞争关系及其观测结果的演变规律。通过本论文的仿真研究结果,可深入理解储能材料中多孔电极的行为特征,进而为有效设计储能材料的结构和组成提供了有价值的理论依据,尤其在能量密度和最大功率密度的优化上。

Q235在不同含水量滨海盐土中腐蚀的电化学阻抗谱分析

利用电化学阻抗谱(EIS)研究了Q235在不同含水量滨海盐土中的腐蚀行为。结果表明:在质量分数为10%含水的滨海盐土中,Q235的腐蚀主要受阳极控制,而在20%,34%含水滨海盐土中,其主要受阴极反应中扩散步骤控制。在10%含水滨海盐土中,由于腐蚀面积和深度不断增加,常相位角元件Qdl导纳的模值Qdl-Y0随埋样时间延长而逐渐增加。在20%和34%含水滨海盐土中,Q235表面的氧浓度逐渐下降,Warburg阻抗的导纳在反应初期较大,随时间延长而逐渐减小,当反应进行到一定程度时,试样表面氧扩散速度和还原反应速度逐渐趋于平衡,表面氧浓度的下降速度逐渐减小,Warburg阻抗导纳的下降逐渐趋于缓慢。

带锈铁器在海水介质中腐蚀行为的电化学阻抗研究

采用交流阻抗技术研究了带锈铁器在模拟海水介质中的电化学行为。结果表明,腐蚀产物的存在加速了带锈铁器在海水介质中的腐蚀:随着浸泡时间延长,试样腐蚀速率逐渐增加,交流阻抗谱图在低频段表现为一条直线,直线与x轴的夹角逐渐减小。FTIR分析结果表明:腐蚀产物相主要由β-FeOOH、γ-FeOOH和α-FeOOH相组成。

温度对N80油套管钢CO_2腐蚀膜覆盖条件下阴极阻抗谱的影响

利用极化曲线和电化学阻抗谱技术研究了温度对腐蚀膜覆盖条件下N80油套管钢在含饱和CO2的地层水中阴极阻抗谱的影响。结果表明:成膜温度升高阴极反应电阻增加,扩散导纳减小,表明阴极反应速率减小。说明温度升高有助于致密性膜的形成,对基体的保护作用增强。3MPa200℃下所成膜覆盖条件下N80油套管钢在不同温度的阴极过程阻抗谱主要由高频容抗弧、低频容抗弧和Warburg阻抗共同组成,随着温度升高,扩散过程增强。

动力锂离子电池分形电路模型的降阶分析

采用改进Randle分形电路描述动力锂离子电池的传递函数,并给出该分形电路阶跃电流响应解析解.随后,对由R_1//CPE_1和Z_(W∞)分形子电路构成的电路模型进行降阶处理.时域仿真表明,在0.1 10.0 s时间范围内,降阶模型近似解和分形模型的解析解非常逼近,其中Z_(W∞)电路四阶降阶模型相对误差低于3.0%,而R1//CPE1分形系数α>0.8时,相对误差低于12.0%.给出的分形电路降阶模型不仅降低运算的复杂性,而且精度满足控制要求.