鋰離子電池多尺度模型及性能研究

對(duì)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)安全、經(jīng)濟(jì)上可行的電能儲(chǔ)存系統(tǒng)將面臨著重大的科學(xué)和工程挑戰(zhàn)。鋰離子電池是非常復(fù)雜的電化學(xué)系統(tǒng)，其性能和安全是由耦合的非線性電化學(xué)-電-熱-機(jī)械過(guò)程通過(guò)一系列時(shí)間和空間尺度組合而形成的。為了加強(qiáng)對(duì)電池反應(yīng)機(jī)理的理解，同時(shí)也為了能夠預(yù)測(cè)和設(shè)計(jì)更好的電池，需要對(duì)電池的理論、模型、仿真和基礎(chǔ)試驗(yàn)協(xié)同進(jìn)行。通過(guò)試驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模型來(lái)研究電池的性能和仿真模型。

介紹了一種新的用于電池仿真的開(kāi)源計(jì)算機(jī)環(huán)境，重點(diǎn)用于鋰離子系統(tǒng)的研究。該系統(tǒng)通過(guò)使用創(chuàng)建的三維單體電池和電池包模型來(lái)清晰地模擬所有電池組成部分（集流體、電極和隔膜）。該模型可以用來(lái)預(yù)測(cè)正常使用時(shí)的電池性能，以及研究各種工況下的電池?zé)崃亢蜋C(jī)械安全性。介紹了可獲得嚴(yán)格驗(yàn)證數(shù)據(jù)的試驗(yàn)技術(shù)，以及不同尺度下的鋰離子電池性能和使用基準(zhǔn)。使用表征試驗(yàn)來(lái)詳細(xì)說(shuō)明一些初始數(shù)據(jù)，如紅外、中子成像技術(shù)和太映射。

刊名：Journal of Applied Physics（英）

刊期：2015年第7期

作者：Pannala S et al

編譯：郭大磊