基于三维电化学热耦合析锂模型的锂离子电池参数设计

马勇; 李晓涵; 孙磊; 郭东亮; 杨景刚; 刘建军; 肖鹏; 钱广俊

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基于三维电化学热耦合析锂模型的锂离子电池参数设计

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锂离子电池负极析锂可能会诱发热失控,进而导致安全事故。而通过优化电池设计参数能够有效减少析锂副反应的发生,因此本工作提出一种基于三维电化学热耦合析锂模型的锂离子电池参数设计优化方法。首先,将模型参数进行分类,分别采用实验、精确测量、文献查找和参数辨识等方法获取相应的参数。同时加入可逆锂重嵌入机制和产热模型,建立三维电化学热耦合析锂模型。模型建立完成后,对模型精度进行验证,验证结果表明模型可以较好地模拟电池在常温和低温下端电压的变化,并且能够定量描述在低温大倍率充电期间电池内部的析锂程度、温度分布等非均一现象。最后,通过分析电极尺寸和极耳位置,研究电池设计参数对非均一析锂的影响。仿真结果表明:电极长度增加会导致电极区域温度差异和电流密度的不一致性增大,综合影响下使电池析锂时间略有提前,但对电池总体析锂程度影响较小;电池极耳位置处于长度方向的轴线对侧时能够有效缓解负极析锂,相对析锂程度降低了16.7%。

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来源
《储能科学与技术》 |2022年第8期|2600-2611|共12页
作者
马勇; 李晓涵; 孙磊; 郭东亮; 杨景刚; 刘建军; 肖鹏; 钱广俊;
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作者单位

国网江苏省电力有限公司电力科学研究院;

清华大学汽车安全与节能国家重点实验室;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类蓄电池;
关键词
锂离子电池; 三维电化学热耦合; 重嵌入机制; 析锂模型;

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