공간 프로파일

공간 프로파일은 한 순간에 셀의 두께 방향 내부 상태 — 음극 집전체에서 분리막을 지나 양극 집전체까지 — 를 보여줍니다. 여러 순간을 캡처하면 실행 중 농도·전위 구배가 어떻게 쌓이고 완화되는지 드러납니다.

캡처 방법

BPX를 불러온 셀에서도 방전이나 충전을 실행하기 전에 공간 프로파일 캡처를 체크합니다. 공간 분포 보기를 누르면 큰 그래프에 시간별 곡선이 색깔로 겹쳐 표시됩니다. 시간별 겹쳐 보기 / 한 시점씩 보기를 눌러 표시 방식을 바꿀 수 있습니다. 이후 그래프의 물리량 선택 메뉴에서 출력된 두께 방향 프로파일을 고를 수 있습니다:

• 고체 표면 농도 $c_{s,\text{surf}}$ (전극 구간만)
• 전해질 농도 $c_e$
• 고체 전위 $\phi_s$ (전극 구간만)
• 전해질 전위 $\phi_e$와 수정 전위 $\phi_e^*$

a, b, c에서 프로파일을 선택합니다. 작은 그래프를 클릭하면 큰 a 자리와 바뀝니다. 공통 시간 스크러버는 가장 가까운 저장 시점을 선택하고, 설명에 실제 저장 시각이 표시됩니다. 스크러버를 움직여도 공간 그래프의 축 범위는 유지됩니다.

전해질 농도의 위치 그래프는 한 저장 시점의 셀 전체 분포를 보여줍니다. 시간 그래프는 선택한 구간의 중앙에 가까운 고정 격자점에서 저장된 농도를 보여주며, 설명에 실제 위치가 표시됩니다. 결과 비교에서는 현재 세션의 공간 프로파일을 유지합니다. 브라우저 저장 공간을 줄이기 위해 영구 저장 기록에서는 프로파일을 제외합니다.

프레임 시각 선택 방법

BPX 실행은 같은 계산 중에 제한된 수의 스냅샷을 보관하고, 실제 완료된 구간에서 마지막 스텝을 포함한 6개 시점을 선택합니다. 추가 시뮬레이션은 하지 않습니다. 기본 프리셋 경로는 현재 빠른 SPMe 프로브로 길이를 먼저 측정해 프레임을 배치합니다. 요청 시점과 저장 시점은 다를 수 있으며, 설명에는 실제 저장 시각을 표시합니다.

프로파일을 올바르게 읽기

해석에 중요한 몇 가지 규칙:

• 고체 농도와 $\phi_s$는 전극 구간에만 표시됩니다 — 분리막에는 고체 활물질이 없으므로 해당 곡선은 분리막 구간에서 의도적으로 끊깁니다.
• $\phi_e$는 보정된 전해질 전위를 사용합니다(원시 솔버 변수가 아님). 따라서 값이 물리적으로 기준화되어 있습니다.
• 분리막/양극 경계를 주의하세요 — 구간 가장자리는 실제 셀 면에 놓이므로, 경계의 특징은 격자 불일치 때문이 아니라 실제 현상입니다.

SPMe 농도 분포는 전극별 균일 반응전류를 가정한 준정상 복원입니다. Choi et al., Journal of Power Sources 695 (2026), 241369의 §2.2에서 정상상태 가정으로 유도한 전극 2차함수·분리막 단일 1차함수 형태를 사용합니다. 두 경계에서 농도와 확산 플럭스가 연속이고, 집전체의 플럭스는 0입니다. 각 영역의 공극률과 두께를 반영한 전체 전해질 양이 보존되도록 적분상수를 정합니다.

솔버는 세 영역의 평균 농도를 계속 시간에 따라 계산합니다. 복원 곡선이 과도상태의 세 평균을 모두 재현하는 것은 아니며, SPMe 농도–시간 그래프에는 원래 영역 평균을 표시합니다. 전류와 수송 물성이 일정하면 여러 시점의 복원 곡선이 겹칠 수 있습니다. 전류가 0이면 준정상 곡선은 평탄하지만, 계산된 영역 평균은 아직 완화 중일 수 있습니다. 이러한 과도 응답은 평균 농도의 시간 변화나 P2D 공간 분포에서 확인하세요.

수정 전위는 전극에서 2차, 분리막에서 1차이며, 실제 전위에는 복원 농도의 로그 보정이 더해집니다(식 14–16). 고체 분포에는 전극별 대표 입자·전위 값을 표시하고 분리막은 비웁니다. 공간 방정식을 추가로 푼 결과가 아니라 원래 SPMe 상태의 복원 결과입니다. 정적 matplotlib 그림은 별도로 다운로드할 수 있습니다.