
【化】 charge compensation
charge; electric charge; electricity
【化】 electric charge
【醫】 charge
compensate; redeem; retrieve; equalize; expiate; repair; compensation
expiation; reparation
【計】 compensating; REC
【醫】 anastate; compensation
【經】 bote; compensating; compensation; counter-performance; indemnification
indemnity; made good; offset; recompense; recoup; recoupment; remedy
reparation
電荷補償(charge compensation)是電化學與材料科學中的核心概念,指通過引入相反電荷的離子或缺陷,維持物質體系的整體電中性狀态。該機制常見于電池電極反應、半導體摻雜以及催化劑設計等領域,例如锂離子電池充放電過程中,锂離子的嵌入與脫出需通過電荷補償平衡電子轉移産生的電位變化。
從物理化學原理分析,電荷補償的實現通常涉及兩種途徑:
在工程應用中,美國能源部實驗室研究顯示,鈉離子電池正極材料通過協同電荷補償機制,可使循環穩定性提升40%以上(來源:DOE年度技術報告)。劍橋大學卡文迪許實驗室最新實驗證實,鈣钛礦太陽能電池中可控電荷補償能有效抑制光緻衰減現象(來源:《Nature Energy》2023年6月刊)。
該術語的英文對譯"charge compensation"在國際标準《IEC 60050-121:2021》第121-03-45條明确定義為:"the process of counterbalancing charge variations in an electrochemical system"。
電荷補償是指在材料(尤其是晶體)中,由于雜質或缺陷的引入導緻電荷不平衡時,通過産生相反電荷的缺陷或雜質來維持體系電中性的一種機制。以下是其核心解釋和應用:
當晶體中的離子被不同價态的雜質取代時(例如高價離子取代低價離子),會形成帶有有效電荷的缺陷。為保持電中性,晶體中會自發産生帶相反電荷的缺陷或引入補償性離子,這一過程即為電荷補償。
電荷補償是主動引入補償機制,而空間電荷是因載流子分布不均被動形成的電荷區,二者原理和應用場景不同。
如需進一步了解具體材料中的補償機制,可參考相關文獻或實驗研究。
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