锂离子电池电极微结构的分形建模及热-化耦合

摘要：

锂离子电池电极是决定电池性能优劣的关键因素,在多孔电极理论基础上引入分形理论,重构电极的微结构,考虑结构参数以及温度对有效扩散系数的影响,推导出锂离子在固、液相中有效扩散系数的理论模型,对其影响因素进行分析;建立热-化耦合模型,分析热模型与电化学模型之间的关系;模拟放电过程,探究不同固、液相有效扩散系数对放电性能的影响.结果表明,液相中锂离子的有效扩散系数随面积分形维数、孔隙度以及温度增大而增大,随迂曲分形维数增大而减小;固相有效扩散系数随面积分形维数增大而减小;在相对高倍率放电的情况下,改变负极颗粒粒径大小及分布,使得电极微观结构发生变化,从而使锂离子在固、液相中有效扩散系数发生变化,进一步影响了电池的最大放电容量.本工作为锂离子电池电极的制造提供了基础理论参考.

关键词：锂离子电池、分形理论、电极微结构、有效扩散系数、颗粒粒径

所属期刊栏目：11

分类号：TM911.3

资助基金：昆明理工大学省级项目;云南省科技厅青年基金项目

在线出版日期：2022-11-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：3574-3582