[發(fā)明專利]一種計算鋁電解質(zhì)體系電導(dǎo)率的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010625342.8
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111710368A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓碩;范培育;白曉偉;黃涌波;池君洲;劉大銳;閆淑君;李倫;原鐸;徐宏雷;吳永峰;陳國輝;高斐
• 申請（專利權(quán)）人: 神華準能資源綜合開發(fā)有限公司
• 主分類號: G16C10/00
• 分類號: G16C10/00;G16C20/70;C25C3/18
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 耿蕾

1.一種計算鋁電解質(zhì)體系電導(dǎo)率的方法，其特征在于：所述鋁電解質(zhì)體系包括NaF-AlF₃基電解質(zhì)及添加劑，所述鋁電解質(zhì)離子結(jié)構(gòu)包括配位數(shù)分布和氟類型分布，所述配位數(shù)分布為鋁電解質(zhì)中四配位鋁氟團簇[AlF₄]-、五配位鋁氟團簇[AlF₅]^2-和六配位鋁氟團簇[AlF₆]^3-的含量分布，所述氟類型分布為鋁電解質(zhì)中橋接F、終端F和自由F^-離子含量分布；所述鋁電解質(zhì)體系的總電導(dǎo)率σ及各離子的局部電導(dǎo)率σ_i采用下述公式計算獲得：

式中，K_B為玻爾茲曼常數(shù)，等于1.38×10^-23J/K，T為鋁電解質(zhì)熔鹽體系的溫度，n_i指離子i的體積濃度，即單位體積中離子i的數(shù)目，D_i為擴散系數(shù)，q_i為離子i的電荷；其中，離子i包括M^k+、[AlF₄]^-、[AlF₅]^2-、[AlF₆]^3-、和C^h-，即陽離子、四配位團簇、五配位團簇、六配位團簇、自由氟離子和陰離子；和分別表示陽離子M^k+、四配位團簇[AlF₄]^-、五配位團簇[AlF₅]^2-、六配位團簇[AlF₆]^3-、和C^h-的局部電導(dǎo)率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述計算鋁電解質(zhì)體系電導(dǎo)率的方法，其特征在于：所述添加劑包括LiF、KF、MgF₂、CaF₂和NaCl中一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述計算鋁電解質(zhì)體系電導(dǎo)率的方法，其特征在于：通過對鋁電解質(zhì)體系進行第一性原理分子動力學(xué)計算，獲得四配位團簇[AlF₄]^-、五配位團簇[AlF₅]^2-、六配位團簇[AlF₆]^3-的對應(yīng)配位數(shù)分布、自由氟含量分布和體系中各離子擴散系數(shù)D_i。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述計算鋁電解質(zhì)體系電導(dǎo)率的方法，其特征在于：所述局部電導(dǎo)率計算時，陽離子M^K+有一種或多種，即計算的是一項或多項的和，每項中q_i的數(shù)值根據(jù)陽離子不同而不同。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述計算鋁電解質(zhì)體系電導(dǎo)率的方法，其特征在于：陽離子為K⁺、Na⁺，則q_i為+1；陽離子為Mg²⁺、Ca²⁺，則q_i為+2。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述計算鋁電解質(zhì)體系電導(dǎo)率的方法，其特征在于：所述和項局部電導(dǎo)率計算時，三種基團的擴散系數(shù)D_i均采用鋁原子擴散系數(shù)D_Al，體系中四配位團簇[AlF₄]^-、五配位團簇[AlF₅]^2-和六配位團簇[AlF₆]^3-團簇的離子數(shù)或離子的體積濃度n_i由配位數(shù)分布獲得，即分別用各基團含量分布乘以總鋁原子數(shù)。