常相位元件色散系数的能量解释
应用物理
2025-10-22 v1
摘要
常相位元件(CPE)的色散系数通常被视为阻抗光谱数据分析中的经验拟合参数，缺乏明确的物理意义。本文通过将其与CPE相对于输入电源提供的能量中被耗散或储存的能量之比建立关联，寻求建立该系数的能量解释。利用CPE的RC网络等效性，将总输入能量分解为储存在电容模式中的能量贡献以及在电阻模式中耗散的能量。推导了三个测试案例的解析表达式：(i)恒定电压、(ii)电压斜坡以及(iii)形式为的二次输入。在所有情况下，我们发现这些能量量的任意两个比值都简化为CPE色散系数的纯函数，独立于激励幅度或材料参数。该结果从热力学/能量基础提供了CPE色散系数的新视角，对超级电容表征、电池建模以及其他表现出CPE行为的电化学系统和器件分析具有直接意义。
引用
@article{arxiv.2510.17812,
title = {Energy-based interpretation of the dispersion coefficient of the constant phase element},
author = {Anis Allagui and Enrique H. Balaguera and Ahmed Elwakil},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.17812},
year = {2025}
}
备注
7 pages, 4 figures