电池参数之交换电流密度

知识点：电流密度

01 交换电流密度是什么？

       在电极反应过程中，包含一系列影响溶液中溶解的氧化物O转化为还原物R的步骤，如下图所示，存在物质转移、电极表面上的电子转移、电子转移步骤的前置和后续化学反应和吸脱附过程。

       当电极表面发生电化学反应时，通过电极的净反应电流密度i可用如下公式表示，称为B-V方程，其中i0便是交换电流密度，它表示在电极处于平衡时，电极反应的两个方面相等，所流经电极表面的氧化反应或还原反应的电流密度绝对值，这就好比拿一个有孔的水桶接水，每时刻孔流出的水量和水龙头流入的相等，水桶的液位面不升也不降，且与时间无关，那么在电极中，交换电流密度就是表征电极反应得失电子的能力，以及电极反应进行的难易程度。

       当一个方向的反应远大于另外一个方向时(100倍)，我们可以把其中一个反应忽略，便可得到B-V方程的简化形式，Tafel公式，有图可知，延长其中的直线部分，做斜率，其与y轴相交点便是lgi0，便可求出i0值。

02 交换电流密度怎么测？

       常采用线性扫描法(LSV)测量电极的交换电流密度。将活化后的电池，从起始电压开始施加电位阶跃，到截止电压，测试结果如下图所示[1]，可以看到在直线部分做斜率，延长后，得截距。

           从结果上来看，交换电流密度随温度的升高而增大，与电解液的成分相关。 

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1、GB5226.1-2008 机械电气安全

2、GB19517-2009国家电气设备安全技术规范