溶液抵抗とセル定数、断面積、電極間距離

https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/Public/52255/_05/cell.asp
エネルギー化学特論 の単元です。

小単元

概要

溶液抵抗 R 〔Ω〕は電解液の導電率 κ 〔S/m〕とセル定数に依存します。セル定数は断面積を 電極間距離 d 〔m〕 で割ったものなので、 電解液が同じなら 電極厚みやセパレータを薄くすれば溶液抵抗は小さくなります。

【物理量】セル定数 a 〔1/m〕電極面積 A 〔m²〕

電極間距離はデバイスの電気抵抗 R 〔Ω〕や静電容量 C 〔F〕を支配します。リチウムイオン二次電池ではセパレータの厚みや電極の塗布厚みを小さくすれば内部抵抗が減少し、出力 P 〔W〕を向上できます。

セル定数 a 〔1/m〕=電極間距離÷電極面積 A 〔m²〕

キャパシタンス C 〔F〕=誘電率 ε 〔F/m〕×電極面積 A 〔m²〕÷電極間距離

キャパシタンス=誘電率÷セル定数 a 〔1/m〕

コンダクタンス G 〔S〕=導電率 κ 〔S/m〕×電極面積÷電極間距離

コンダクタンス G 〔S〕=導電率 κ 〔S/m〕÷セル定数 a 〔1/m〕

希薄溶液では電荷密度 ρ 〔C/m3〕は濃度に比例するので、濃度が濃いほうが、導電率 κ 〔S/m〕が高くなります。

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参考文献( 書籍 ・論文 ・URL)