锂离子电池电化学模型发展与应用

摘要：

锂离子电池是一个复杂的多尺度、多物理场系统.利用电化学仿真的方法可以模拟电池内部发生的化学、物理过程,预测电池行为,为优化电池系统设计提供理论支撑,从而减少电池开发的时间和成本.本文通过对相关文献的探讨,总结了电化学模型及其衍生模型,包括单颗粒模型、准二维模型、三维模型以及介观尺度模型,并介绍了几种重要的电化学模型参数的获取方法.对于电化学模型的不同使用场景,本文总结了电化学模型在锂离子电池内部温度与应力分析、寿命仿真和微观结构设计中的应用.介绍了利用模型研究电池内部锂离子浓度、电势和电化学反应速率的分布;归纳了利用耦合多物理场电化学模型模拟电池内部温度和应力分布,并预测电池运行期间的退化;总结了通过介观尺度电化学模型研究微观结构、参数对电池性能的影响,并为电极结构设计提供指导.综合分析表明,电化学模型在电池内部机理分析上有着很大的优势.最后,本文展望了锂离子电池电化学模型的发展方向.

关键词：锂离子电池、电化学模型、温度应力分布、电池老化、电极结构

所属期刊栏目：12

分类号：TQ028.8(一般性问题)

资助基金：河北省全职引进高端人才科研项目;河北省自然基金青年项目

在线出版日期：2023-08-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共17页

页码：2302-2318