Mechanische Eigenschaften der Elektrode

Ein häufiger Ausfallmechanismus für Batterien ist mechanischer Schock, der die Elektroden oder den Systembehälter beschädigen kann, was zu einer schlechten Leitfähigkeit führt und Elektrolyt Leckage. Die mechanischen Eigenschaften von Elektroden sind jedoch aufgrund ihrer Umgebung von Relevanz hinaus , was während der Lithiation um etwa 300% erweitert wird. Diese Veränderung kann zu einer Verformung des Kristallgitters führen, was zu Spannung im Material führt. Phänomen ist sehr besorgniserregend, da es zu einem Elektrodenfraktur und zu Leistungsverlust führen kann. Daher sind mechanische Eigenschaften für die Entwicklung neuer Elektroden für langlebige Batterien von entscheidender Bedeutung. Eine mögliche Strategie zur Messung des mechanischen Verhaltens von Elektroden während des Betriebs besteht darin, die Nanoindentation zu verwenden.

Die Methode ermöglicht die Analyse der Entwicklung der Spannung bei elektrochemischen Reaktionen und ist ein wertvolles Instrument zur Bewertung möglicher Wege für die Kopplung mechanischer Verhalten und Elektrochemie.Spannung beeinflusst nicht nur die Morphologie von Elektroden, sondern wirkt sich auch auf elektrochemische Reaktionen aus Die angelegte Spannung und das chemische Potential der Elektrode. Obwohl sie mehrere Variablen ignoriert, wie z. B. Änderungen der elastischen Einschränkungen, subtrahiert sie die elastische Energie aufgrund der Spannung durch das gesamte chemische Potential.In dieser Gleichung repräsentiert μ das chemische Potential und μ ° ist sein Referenzwert. T steht für die Temperatur und k steht für Boltzmanns Konstante. Der Begriff γ im Logarithmus ist die Aktivität und x ist das Verhältnis von Ionen zur Gesamtzusammensetzung der Elektrode. Der neue Begriff ω ist das partielle molare Volumen des Ions im Wirt, und σ entspricht der durchschnittlichen Spannung des Systems. Eine Folge dieser Gleichung ist, dass die Diffusion, die vom chemischen Potential abhängt, durch zusätzliche Spannung beeinflusst werden kann Änderung der Leistung der Zelle. In der Addition kann die mechanische Spannung auch die feste Elektrolyt -Grenzflächenschicht der Elektrode beeinflussen. INTERFACES, die Ionen und Ladungstransfer regulieren sie, die die Gesamteffizienz des Systems verringern.

Andere Anoden und Kathoden

In Vakuumröhren oder polarisierten Halbleitern (Dioden, Elektrolytkondensatoren) ist die Anode die positive (+) Elektrode und die Kathode ist das negative (-). Elektronen betreten das Gerät über die Kathode und lassen das Gerät über die Anode. Viele Geräte verfügen über andere Elektroden, um den Betrieb zu steuern, z. B. Basis, Gate, Steuertor.In einer Drei-Elektroden-Zelle wird die Gegenelektrode (auch als Hilfselektrode bezeichnet) nur zum Anschließen des Elektrolyten Edelmetall oder Graphit, um zu verhindern, dass es sich auflöst.

Schweißelektroden

Beim Lichtbogenschweißen werden Elektroden verwendet, um elektrische Strom durch die Werkstücke durchzuführen, um die beiden Werkstücke zusammen zu verschmelzen. Abhängig vom Prozess sind Elektroden entweder konsumierbar, wie z. B. Schweißen des Gasmetalls oder ein abgeschirmter Metallbogenschweißen oder nicht-kontrollierbar, wie z. Für DC -Systeme kann die Elektrode oder Elektrode die Kathode für das Schweißen des Füllstofftyps oder die Anode für andere Schweißverfahren sein. Für AC -Bogenschweißer wird die Schweißelektrode nicht als Anode oder Kathode angesehen.

Wechselstromelektroden

Für elektrische Systeme, die Wechselstrom verwenden, ist eine Elektrode die Verbindung zwischen dem Schaltkreis und dem Objekt, zu dem der Strom fließt, jedoch nicht als Anode oder Kathode bezeichnet wird, da sich die Richtung des Elektronenstroms regelmäßig ändert, normalerweise viele Male pro Sekunde.

Chemisch modifizierte Elektroden

Eine chemisch modifizierte Elektrode ist eine Elektrode, deren Oberfläche chemisch modifiziert ist, um die physikalischen, chemischen, elektrochemischen, optischen, elektrischen und Transporteigenschaften der Elektrode zu ändern. Diese Elektroden werden für fortgeschrittene Zwecke in der Forschung und Untersuchung verwendet