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一种本征多孔微型电极表面扩散过程的模拟方法技术

技术编号:42435540 阅读:43 留言:0更新日期:2024-08-16 16:46
本发明专利技术公开了一种本征多孔微型电极表面扩散过程的模拟方法,所述模拟方法包括以下步骤:构建具有不同孔隙占比的本征多孔结构微型电极模型;添加电解液域得到扩散模型,在模型出口处设置电解液浓度监测点;添加材料属性和稀物质传递物理源场,设置电解液的初始扩散系数;设置流入边界与流出边界;对模型进行网格划分并在研究设置中定义输出时步范围;计算得到电解液浓度‑时间一维曲线图,计算电解液在本征多孔微型电极中的实际扩散系数。本发明专利技术开发了适用于评估本征多孔微型电极表面扩散过程的模拟方法,有利于建立孔隙占比与电解液实际扩散系数的关系,对于设计具有高效扩散作用的高性能本征多孔微型电极具有重要的指导意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微型超级电容器储能,具体涉及一种本征多孔微型电极表面扩散过程的模拟方法


技术介绍

1、微型超级电容器中电极与电解液界面处的传质可分为扩散、电迁移和对流传质三种类型,由能斯特-普朗克(nernst-planck)方程可知扩散传质在界面处的电化学反应中起主导作用,因而加快微型电极表面电解液离子的扩散动力学对于制备高比容量和高倍率性能的微型超级电容器至关重要。然而,电解液离子在微型电极表面的扩散路径通常较长,限制了其扩散动力学,从而导致电化学反应效率降低。提升微型电极与电解液界面处的复杂环境下的扩散动力学是解决这一问题的理想途径。本征多孔结构的设计与构筑可为电解液离子的传输提供丰富的开放通道,从而缩短离子传输路径,加快电解液离子在电极表面的扩散动力学,但本征多孔结构微型电极表面扩散过程的可视化与定量研究一直是该领域的难点。有限元模拟方法能够简化界面处的复杂传质过程,可视化与定量分析扩散动力学。因此,基于有限元分析方法专利技术一种适用于设计与评估微型超级电容器本征多孔微型电极表面扩散作用的模拟方法,对于制备具有高效扩散作用的高性能微型电极具有重要的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种本征多孔微型电极表面扩散过程的模拟方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种本征多孔微型电极表面扩散过程的模拟方法,其特征在于,所述步骤一中的本征多孔结构微型电极模型为立方体。

3.根据权利要求1所述的一种本征多孔微型电极表面扩散过程的模拟方法,其特征在于,在所述步骤二中,在所述本征多孔结构微型电极外添加电解液得到电解液域,所述电解液域是通过长方体与本征多孔结构微型电极模型做差集得到。

4.根据权利要求1所述的一种本征多孔微型电极表面扩散过程的模拟方法,其特征在于,在所述步骤三中,所述电解液浓度监测点设置在微型电极模型正下方...

【技术特征摘要】

1.一种本征多孔微型电极表面扩散过程的模拟方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种本征多孔微型电极表面扩散过程的模拟方法,其特征在于,所述步骤一中的本征多孔结构微型电极模型为立方体。

3.根据权利要求1所述的一种本征多孔微型电极表面扩散过程的模拟方法,其特征在于,在所述步骤二中,在所述本征多孔结构微型电极外添加电解液得到电解液域,所述电解液域是通过长方体与本征多孔结构微型电极模型做差集得到。

4.根据权利要求1所述的一种本征多孔微型电极表面扩散过程的模拟方法,其特征在于,在所述步骤三中,所述电解液浓度监测点设置在微型电极模型正下方10~20纳米处。

5.根据权利要求1所述的一种本征多孔微型电极表面扩散过程的模拟方法,其特征在于,在所述步骤四中,本征多孔结构微型电极的材质设置为过渡金属磷化物,电解液的材质设置为氢氧化钾溶液。

6.根据权利要求1所述的一种本征多孔微型电极表面扩散过程的模拟方法,其特征在于,在所述步骤五中,在传递属...

【专利技术属性】
技术研发人员:王育乔朱世璠杨文帅郝晨阳许志恒陶海军汤晓斌
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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