
【化】 ohmic polarization; resistance polarization
歐姆極化(Ohmic Polarization)是電化學系統中因電荷傳輸阻力引發的能量損耗現象。該術語源于電流通過導體或電解質時受到的電阻性阻礙,其電壓降滿足歐姆定律關系$Delta V = I cdot R$,其中$I$為電流強度,$R$為系統總阻抗。
在锂離子電池和燃料電池領域,歐姆極化主要産生于電極材料與電解液界面、隔膜孔隙及集流體連接處。美國電化學學會研究指出,當電池處于高倍率放電狀态時,歐姆極化導緻的電壓損失可達總壓降的35%以上(Electrochemical Society, 2023)。劍橋大學材料系實驗數據顯示,采用納米結構電極可使歐姆阻抗降低40-60%,顯著提升能量效率(University of Cambridge Materials Science Reports)。
該現象與活化極化、濃差極化共同構成電化學系統三大極化類型。德國Springer出版社《先進電池技術》強調,歐姆極化的量化分析是電池管理系統(BMS)設計的關鍵參數(Springer, Battery Technology Series)。中國國家标準GB/T 31486-2015《電動汽車用動力蓄電池電性能要求》第5.3章明确規定了歐姆極化測試的标準工況。
歐姆極化(Ohm Polarization)是電化學和電磁學中的重要概念,在不同應用場景下有具體解釋:
在锂離子電池中,歐姆極化又稱電阻極化,主要由電池内部的歐姆内阻引起。其核心特點包括:
形成原因:由電極材料、電解液、隔膜及各部件接觸電阻組成的總歐姆内阻(R)導緻。當電流通過時,根據歐姆定律産生電壓降,計算公式為: $$ E = IR $$
特性:瞬時發生,響應速度快(如锂離子電池中,其發生時間為微秒級),與電化學極化(反應動力學)和濃差極化(離子擴散)不同。
影響:直接影響電池充放電效率,高電流下會導緻能量損耗和發熱,需通過優化材料或降低内阻來緩解。
在電容器或電介質中,歐姆極化指電場作用下電荷重新分布的現象:
歐姆極化的定義需結合具體場景,但其核心均與電阻或電場導緻的電荷響應相關。
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