Batterijen zijn essentiële componenten van veel moderne elektronische apparaten en hun prestaties zijn cruciaal voor de algehele werking van deze apparaten. Het vermogen om het gedrag van batterijen te begrijpen en te voorspellen is daarom van groot belang. Eén manier om batterijen te bestuderen is door gebruik te maken van het Peltier-effect, het genereren van warmte of koude wanneer een elektrische stroom door een verbindingspunt van twee ongelijksoortige materialen stroomt.

Wanneer er stroom wordt toegepast op een batterij, worden de positieve en negatieve elektroden met elkaar verbonden en stromen elektronen van de negatieve elektrode naar de positieve elektrode. Deze elektronenstroom zorgt voor een temperatuurverschil tussen de twee elektroden, waarbij de positieve elektrode heter wordt dan de negatieve elektrode. De hoeveelheid gegenereerde warmte is evenredig met de stroom die door de batterij vloeit.

Door het temperatuurverschil tussen de elektroden te meten, kunnen we meer te weten komen over de interne processen die in de batterij plaatsvinden. Als het temperatuurverschil bijvoorbeeld groot is, geeft dit aan dat er een hoge weerstand is tegen de elektronenstroom, wat te wijten kan zijn aan een opeenhoping van vaste elektrolyt-interfase (SEI) op het oppervlak van de elektroden. SEI is een materiaallaag die zich tijdens het laad- en ontlaadproces op het oppervlak van de elektroden vormt en die de weerstand tegen de elektronenstroom kan vergroten.

Een andere manier om het Peltier-effect te gebruiken om batterijen te bestuderen, is door de warmte te meten die wordt gegenereerd tijdens het opladen en ontladen. De hoeveelheid warmte die wordt gegenereerd tijdens het opladen verschilt van de hoeveelheid warmte die wordt gegenereerd tijdens het ontladen, en dit verschil kan worden gebruikt om de efficiëntie van de batterij te berekenen. Het rendement van een accu is de verhouding tussen de energieopbrengst tijdens het ontladen en de energie-invoer tijdens het opladen.

Het Peltier-effect kan ook worden gebruikt om de effecten van temperatuur op de prestaties van de batterij te bestuderen. Door de temperatuur van de batterij te variëren, kunnen we zien hoe de capaciteit en het geleverde vermogen van de batterij veranderen. Deze informatie kan worden gebruikt om batterijen te ontwerpen die beter geschikt zijn voor specifieke toepassingen.

Concluderend is het Peltier-effect een nuttig hulpmiddel voor het bestuderen van de interne processen die plaatsvinden in lithium-ioncellen. Door het temperatuurverschil tussen de elektroden te meten, de warmte die wordt gegenereerd tijdens het opladen en ontladen, en de effecten van temperatuur op de prestaties van de batterij, kunnen we veel leren over hoe batterijen werken. Deze informatie kan vervolgens worden gebruikt om batterijen voor verschillende toepassingen te ontwerpen en te verbeteren.