基于分层电化学热耦合模型的锂电池放电过程研究 被引量：1

1

作者 时玮 韩甜 +1 位作者 赵杨梅 张雪楠 《电源学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期138-147,共10页

软包锂离子电池由许多电池单元叠压形成,其中电池单元的电和热行为对电池的整体安全性有很大的影响。为了研究电池单元与单体之间的关系,采用多孔电极理论建立了大容量软包锂电池的分层多维模型,并考虑了瞬态温度变化与电化学反应间的... 软包锂离子电池由许多电池单元叠压形成,其中电池单元的电和热行为对电池的整体安全性有很大的影响。为了研究电池单元与单体之间的关系,采用多孔电极理论建立了大容量软包锂电池的分层多维模型,并考虑了瞬态温度变化与电化学反应间的相互作用关系。利用该分层模型研究不同温度下电池放电过程中的电化学和热特性,得到更为真实的电池温度场分布。此外,介绍了表征电池单体内不同电池单元荷电状态分布的均匀指数。仿真表明,电池单体内的温度梯度差异加剧了不同电池单元间的过电位不一致和电流密度不一致程度,有利于进一步研究单体电池的衰退演化轨迹。 展开更多

关键词 软包锂离子电池 电化学热耦合模型 电池单元 电化学特性分析 热分析

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基于电化学热耦合模型的锂离子电池快充控制 被引量：8

2

作者 孙涛 郑侠 +3 位作者 郑岳久 卢宇芳 匡柯 韩雪冰 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期495-504,共10页

现有的锂离子电池电化学机理模型,在快充控制过程中未考虑产热与化学反应之间的耦合关系,导致模型无法准确地描述电池内部的反应和状态。为进一步提高模型的预测能力,须在等温模型的基础上耦合产热模型,为此本文提出一种基于电化学热耦... 现有的锂离子电池电化学机理模型,在快充控制过程中未考虑产热与化学反应之间的耦合关系,导致模型无法准确地描述电池内部的反应和状态。为进一步提高模型的预测能力,须在等温模型的基础上耦合产热模型,为此本文提出一种基于电化学热耦合的快充控制模型。首先将电化学热耦合模型参数进行分类,分析各种参数获取方式并进行精确测量和参数辨识。模型建立后,对模型精度进行验证的结果表明:在不同温度下,模型输出的端电压、负极电位和温度结果都达到了较高精度,说明模型适用于宽温度区间内的快充仿真。同时对模型中反应速率常数和环境温度参数进行了敏感性分析。之后,结合PID控制器对模型进行快充控制仿真,通过负极电位估计值实时调节并优化充电电流,实现了电池在宽温度区间内的无析锂快充电流仿真。最后,模型仿真结果与恒流充电对比验证表明,所提出的快充策略能使电池快速充电,同时避免析锂副反应的发生。 展开更多

关键词 锂离子电池 参比电极 负极电位 电化学热耦合模型 无析锂快充

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基于电化学热耦合模型的富镍锂离子电池产热分析 被引量：7

3

作者 李夔宁 谢运成 +2 位作者 谢翌 白庆华 郑锦涛 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期1153-1162,共10页

锂离子电池在工作过程中产生的热效应会影响其温度和电化学性能,并极大地影响电池的安全性和使用寿命。分析电池在放电过程的热特性变化规律及产热机制,评估电池内部不同性质的产热对温度变化的相互作用,对于电池热管理系统的设计起到... 锂离子电池在工作过程中产生的热效应会影响其温度和电化学性能,并极大地影响电池的安全性和使用寿命。分析电池在放电过程的热特性变化规律及产热机制,评估电池内部不同性质的产热对温度变化的相互作用,对于电池热管理系统的设计起到至关重要的作用。因此,本工作以富镍三元锂离子电池为研究对象,建立了基于动态参数响应的电化学热耦合模型,在0℃和40℃环境温度下分别进行了0.3 C、1 C放电与温升实验验证,验证结果表明耦合模型具有较好的精确性和可靠性,能够准确地分析电池热特性。基于验证后的模型,研究了富镍锂离子电池在不同放电倍率、环境温度、换热环境下的温升特性,并进一步分析了电池内部生热机理及发热特性。结果表明:放电倍率的增大使得电池的总产热量迅速增大,同时加剧了电池内部的温度不均匀性,正负极熵热系数较大的差异性使得正极区域产热较大而负极产热较为平缓。研究结果能够为锂离子电池的热性能评估和电池组的热管理系统设计提供一定的指导意义。 展开更多

关键词 锂离子电池 富镍三元锂 电化学热耦合 温升特性 产热分析

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基于电化学热耦合模型锂电池热管理系统优化 被引量：4

4

作者 朱浩 王文清 +1 位作者 鄂加强 邓元望 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期497-499,542,共4页

以电化学模型和直角坐标系三维热模型为基础,建立了电化学三维热耦合模型,对锂离子电池组产热情况进行仿真分析,结果表明电池组的温度分布更加符合实际情况,比单独的三维热模型或电化学二维热耦合模型更加准确。以额定容量为60 Ah的锂... 以电化学模型和直角坐标系三维热模型为基础,建立了电化学三维热耦合模型,对锂离子电池组产热情况进行仿真分析,结果表明电池组的温度分布更加符合实际情况,比单独的三维热模型或电化学二维热耦合模型更加准确。以额定容量为60 Ah的锂离子电池为例,对锂离子电池进行不同放电倍率的产热分析,得到了电池组的温度场分布,分析了温差与温升的原因,构建了一种新的电池包的结构,再次对新的电池组进行不同放电倍率产热分析,温差与温升都有明显的下降,达到了优化的目的。 展开更多

关键词 电化学三维热耦合 锂离子电池 温度场 仿真分析

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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 被引量：4

5

作者 马勇 李晓涵 +5 位作者 孙磊 郭东亮 杨景刚 刘建军 肖鹏 钱广俊 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2600-2611,共12页

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... 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%。 展开更多

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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基于电化学-热-力耦合模型的锂离子电池热失控研究 被引量：1

6

作者 张赛 汪振毅 胡世旺 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期551-559,共9页

为提升锂离子电池的安全性能,减少由热失控导致的安全事故,分析电池温升的原因并有效降低其温度,依据电化学反应中浓度、电势与热模型中温度的相互影响关系,建立电化学-热-力耦合模型。通过模拟单电池和电池组温度分布的实时情况,分析... 为提升锂离子电池的安全性能,减少由热失控导致的安全事故,分析电池温升的原因并有效降低其温度,依据电化学反应中浓度、电势与热模型中温度的相互影响关系,建立电化学-热-力耦合模型。通过模拟单电池和电池组温度分布的实时情况,分析单电池温度不均匀分布和电池组温度正态分布情况的原因,探讨换热面积和流通量对散热量的影响,研究电池组中单体电池的位置分布及不同传热介质的散热情况。研究结果显示:低温和相对高温环境下,欧姆热、极化热及电化学反应热产热占比不同,但产热最高温度未达到电极材料与电解液分解反应的临界温度420 K;高温环境下,电池温度持续升高接近临界温度,出现热失控趋势,对流换热系数对电池影响较大。电池组间隙为10 mm和20 mm时,整体温度比间隙为0时分别降低了1.1%和1.8%;与无间隙电池组相比,以铜板和铝板为传热介质的电池组温度分别降低了2.0%和1.6%。 展开更多

关键词 安全工程 电化学-热-力耦合 间隙电池组 对流换热系数 热失控

原文传递

基于电化学-热耦合模型的动力电池逆向仿真建模与参数辨识

7

作者 陶正德 张志超 郭昌梁 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2022-2029,共8页

为了便于终端用户更容易获取到电芯内部相关的电化学参数数据,本文通过逆向拆解的方法结合电化学-热耦合模型,采用有限元仿真分析和电化学参数优化试验的方式,验证了所获取参数的精确性,并通过参数辨识的方式考虑了Bruggman系数,反应速... 为了便于终端用户更容易获取到电芯内部相关的电化学参数数据,本文通过逆向拆解的方法结合电化学-热耦合模型,采用有限元仿真分析和电化学参数优化试验的方式,验证了所获取参数的精确性,并通过参数辨识的方式考虑了Bruggman系数,反应速率常数和固相扩散系数对动力电池充放电性能和温度的影响。研究结果表明:逆向拆解法可以精确地获取电池的动力学参数和热力学参数,对标锂电池的电压、温度误差范围在3%左右;Bruggman系数影响放电中后期的电压,增大数值增加极化,随着Bruggman系数的不断增大电池温度呈现减小趋势;反应速率常数影响全范围内的电压变化,温度随着反应速率常数的增大出现减小的状况,增大反应速率常数减小极化;固相扩散系数影响低SOC范围内的电压,增大数值减小极化。 展开更多

关键词 电化学-热耦合模型 逆向拆解 精度验证 参数辨识

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基于电化学-热耦合的4680电池模拟研究

8

作者 王晓萌 丁飞 +1 位作者 杨晓光 张睿 《电源技术》 CAS 北大核心 2023年第12期1567-1573,共7页

针对特斯拉4680电池,通过建立动态响应参数的电化学热耦合模型,研究其在不同倍率、不同环境温度下的热特性,并进一步分析电池内部的产热机理。研究发现高放电倍率和低温环境加剧了电池内部的温度不均匀性;高倍率放电下,集流体的欧姆产... 针对特斯拉4680电池,通过建立动态响应参数的电化学热耦合模型,研究其在不同倍率、不同环境温度下的热特性,并进一步分析电池内部的产热机理。研究发现高放电倍率和低温环境加剧了电池内部的温度不均匀性;高倍率放电下,集流体的欧姆产热占有绝对优势,而4680电池全极耳的设计,则有效改善了传统极耳情况下集流体产热过大的问题,降低了电池的内外温差。该研究对评价锂离子电池的热特性及电池组热管理系统的设计具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 锂离子电池 4680电池 电化学热耦合模型 热特性

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基于电化学-热耦合模型的锂离子电池容量衰减研究 被引量：1

9

作者 田建辉 张成 +2 位作者 韩兴本 刘军洁 许永强 《现代机械》 2023年第5期10-15,共6页

锂离子电池电极上的SEI副反应是导致电池容量衰减的主要原因之一。本文基于SEI副反应建立了模拟电池容量衰减的电化学-热耦合模型,研究了不同环境温度和不同放电倍率下的SEI膜厚度增长规律,分析了电池相对容量的衰减问题,得出了一些有... 锂离子电池电极上的SEI副反应是导致电池容量衰减的主要原因之一。本文基于SEI副反应建立了模拟电池容量衰减的电化学-热耦合模型,研究了不同环境温度和不同放电倍率下的SEI膜厚度增长规律,分析了电池相对容量的衰减问题,得出了一些有用的结论。结果表明:高温在一定程度上会加快SEI反应速率,但温度的升高对于SEI膜生长速度的影响是有限的。高倍率放电情况下,倍率大小对SEI膜厚度增长影响很小,低倍率放电情况下,倍率越低,SEI膜越厚。SEI膜厚度与电池相对容量在一定程度上呈负相关。 展开更多

关键词 锂离子电池 容量衰减 SEI膜 电化学-热耦合模型

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基于电化学-热耦合模型的锂离子电池组件产热分析

10

作者 杨佳兴 张恒运 徐屹东 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2615-2625,共11页

研究电池电化学过程产热对锂离子电池的热管理至关重要。本工作建立了三元NMC锂离子电池的电化学-热耦合模型,首先通过对该电池进行不同倍率的放电与温度实验测试,验证了该模型在电压和温度变化预测准确性。然后针对不同温度下的表现进... 研究电池电化学过程产热对锂离子电池的热管理至关重要。本工作建立了三元NMC锂离子电池的电化学-热耦合模型,首先通过对该电池进行不同倍率的放电与温度实验测试,验证了该模型在电压和温度变化预测准确性。然后针对不同温度下的表现进行模拟仿真研究。在室温下,无论倍率大小,负极产热总是小于正极产热,虽然负极的极化热高于正极,但其可逆吸热较大,导致产热水平低于正极。而随着放电倍率的增加,正极产热所占比例减小,负极所占比例先增加后减小,而集流体产热所占比例持续增加。然而,低温条件下的电池放电表现出与室温情况不同的产热特性,首先,低温导致低倍率负极产热率比例大大增加,负极可逆热为总可逆热的主要贡献热。而高倍率负极产热率减少,正极则呈相反趋势。其次在低温下放电时间随倍率增加呈现不同趋势,高倍率下放电电压快速降低导致放电不完全,在低倍率0.5~1 C放电运行时出现了电压反弹现象但基本放电完全,这是由于低温限制了负极颗粒内部锂离子及时向外扩散,造成电阻增加与电压快速降低,同时大量产热导致自身温升,从而在低倍率下获得电压反弹并保持持续放电的能力。 展开更多

关键词 锂离子电池 电化学热耦合模型 产热 低温特性 电压反弹

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基于WLTC工况电化学-热耦合仿真的NCM锂电池极耳优化分析 被引量：1

11

作者 姚丹 赵江平 +1 位作者 唐工凡 刘昆宇 《电源学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期146-153,共8页

电化学-热耦合模型是锂离子电池设计开发过程的关键技术。采用基于WLTC(Worldwide Light-duty Test Cycle)工况的锂离子电池电化学-热耦合模型,分析了111型镍钴锰酸锂电池(Li(Ni_(x)Co_(y)Mn_(z))O_(2))同侧极耳分布的方形电池的温度场... 电化学-热耦合模型是锂离子电池设计开发过程的关键技术。采用基于WLTC(Worldwide Light-duty Test Cycle)工况的锂离子电池电化学-热耦合模型,分析了111型镍钴锰酸锂电池(Li(Ni_(x)Co_(y)Mn_(z))O_(2))同侧极耳分布的方形电池的温度场以及电特性,并优化极耳尺寸及极耳间距。研究发现,WLTC工况下放电倍率对温度场和电特性有显著影响,随着放电倍率的增大,WLTC工况的两个循环结束时刻电池的最大温升和温差均以凹型曲线的趋势升高,放电倍率为2C时温升达12.705℃、温差为1.359℃;电压曲线的变化趋势也随放电倍率的增大而大幅下降。进一步研究发现,电池的最大温升和温差与正、负极耳的宽度及极耳间距显著相关,当正极耳宽度为0.03 m,负极耳宽度为0.05 m时,电池的最大温升与温差最小;当正、负极耳间距为0.05 m时,电池的最大温升与温差最小。 展开更多

关键词 NCM锂电池 WLTC工况 电化学-热耦合 极耳优化

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基于多尺度、电化学-热耦合模型的锂离子电池生热特性分析 被引量：22

12

作者 田华 王伟光 +1 位作者 舒歌群 严南华 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期734-741,共8页

为实现精确的电池热管理,选取正、负极材料分别为LiyMn_2O_4和LixC_6的层叠式锂离子电池为研究对象,建立了微观-宏观尺度耦合、电化学-热耦合模型,分析了不同放电倍率下单体电池的放电特性及电池包的平均温升、单体电池内部生热机理及... 为实现精确的电池热管理,选取正、负极材料分别为LiyMn_2O_4和LixC_6的层叠式锂离子电池为研究对象,建立了微观-宏观尺度耦合、电化学-热耦合模型,分析了不同放电倍率下单体电池的放电特性及电池包的平均温升、单体电池内部生热机理及变化特性,并详细定量分析了生热量各组成部分所占的比例及变化.分析结果表明:高放电倍率下,电池放电性能变差,温升显著提高,5C放电倍率下,温度升高63,℃.低放电倍率下,可逆热是主要的生热来源,高放电倍率下,液相中的欧姆热是主要的生热来源;相比之下,负极生热量最高,其主要来源于负极的可逆热,隔膜中所占百分比次之,正极最少,其主要来源于正极的不可逆热和欧姆热. 展开更多

关键词 锂离子电池 热管理 电化学-热耦合模型 生热速率

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一种三元锂动力电池电化学-热耦合特性研析 被引量：2

13

作者 樊彬 刘磊 +1 位作者 王芳 王洪庆 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期769-773,共5页

锂离子电池因其作为车载能源系统特有的优势成为电动汽车行业关注的焦点。但是锂离子电池目前存在巨大的挑战——安全问题,归根结底又是电池的热控制问题。通过实验方法得到一种三元体系锂离子电池热特性参数(比热容)及其变化规律,在此... 锂离子电池因其作为车载能源系统特有的优势成为电动汽车行业关注的焦点。但是锂离子电池目前存在巨大的挑战——安全问题,归根结底又是电池的热控制问题。通过实验方法得到一种三元体系锂离子电池热特性参数(比热容)及其变化规律,在此基础上,利用电化学量热法,分别施加绝热和恒温两种环境条件,对比分析了电池在充放电过程中的电化学-热耦合特性,为电池系统的热电控制设计提供了理论数据。 展开更多

关键词 三元体系锂离子电池 比热容 电化学量热法 电化学-热耦合特性

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超级电容器的热电化学耦合研究 被引量：6

14

作者 郑美娜 李岩松 +1 位作者 刘君 杜儒剑 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1382-1384,1411,共4页

首先建立了超级电容器的电化学模型和热模型,并实现了其热电化学的耦合;利用有限元法模拟了超级电容器温度场的分布;分析了不同电流密度、相同环境温度下和相同电流密度、不同环境温度下超级电容器的热行为;仿真结果表明,超级电容器的... 首先建立了超级电容器的电化学模型和热模型,并实现了其热电化学的耦合;利用有限元法模拟了超级电容器温度场的分布;分析了不同电流密度、相同环境温度下和相同电流密度、不同环境温度下超级电容器的热行为;仿真结果表明,超级电容器的温度场分布和变化情况与电流密度和环境温度有关,超级电容器在放电过程中,其中心区域温度最高,越靠近表面温度越低;电流密度越大,环境温度越高,超级电容器的温度越高,散热效果越差;最后综合以上研究内容,提出了改进意见。 展开更多

关键词 超级电容器 热电化学耦合 有限元法 温度场分布 热行为

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基于电化学-热耦合模型的动力电池组一致性研究

15

作者 陈少辉 熊凯 《计量与测试技术》 2019年第6期27-29,共3页

本文通过数值仿真技术,以COMSOLMultiphysics为平台,建立电化学热-耦合电池组一致性研究模型,计算得到了电池组充放电过程中各单体的放电曲线及单体温度变化情况。

关键词 数值仿真 电化学-热耦合 一致性

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基于三维分层结构的锂离子电池电化学-热耦合仿真及极耳优化 被引量：4

16

作者 陈才星 牛慧昌 +3 位作者 陆瑞强 李钊 李磊 黄鑫炎 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2020年第3期831-839,共9页

本文研究采用基于三维分层结构的锂离子电池电化学-热耦合模型,分析方形电池最小单元的温度场及电流场特性,并优化极耳尺寸。恒流放电工况实验及仿真结果对比显示,模型在0.5 C、1 C及2 C倍率放电时的温度及电压曲线均与实验吻合良好,说... 本文研究采用基于三维分层结构的锂离子电池电化学-热耦合模型,分析方形电池最小单元的温度场及电流场特性,并优化极耳尺寸。恒流放电工况实验及仿真结果对比显示,模型在0.5 C、1 C及2 C倍率放电时的温度及电压曲线均与实验吻合良好,说明该模型可用于分析电池的电化学特性及热特性。研究发现随着放电倍率的增大,放电终止时刻电池最大温升以凸型曲线的趋势升高,2 C倍率放电时高达33.83℃;自身最大温差以凹型曲线的趋势增大,2 C倍率放电时为1.6645℃;垂直于隔膜方向的平均电流密度及电流密度分布的最大差值呈线性增长,2 C倍率放电终止时分别为43.62 A/m^2及2 A/m^2。进一步研究发现电池最大温升及最大温差与负极耳和正极耳的电阻比Sc显著相关,最优的Sc值被认为在0.875附近。当Sc<0.875时,电池最大温升及最大温差分别以1.52℃/Sc及5.2℃/Sc的速率快速下降;当Sc>0.875时,电池最大温升以0.2021℃/Sc的缓慢速率下降,最大温差以0.1934℃/Sc的速率缓慢上升。另外垂直于隔膜方向的平均离子电流密度及电流密度差值受Sc值的影响较小。 展开更多

关键词 锂离子电池 三维分层 电化学-热耦合 仿真 极耳优化

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基于电化学-热耦合模型的21700型锂离子电池充放电过程热行为分析 被引量：5

17

作者 徐文军 胡芃 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期645-653,共9页

锂离子电池具有比能量高、循环寿命长、输出功率大、可承受较宽充放电倍率等特点,已成为电动汽车领域电池开发的研究热点.锂离子电池在循环过程中的热行为对其性能、循环寿命和安全性有着较大的影响.本文基于21700圆柱形锂离子电池建立... 锂离子电池具有比能量高、循环寿命长、输出功率大、可承受较宽充放电倍率等特点,已成为电动汽车领域电池开发的研究热点.锂离子电池在循环过程中的热行为对其性能、循环寿命和安全性有着较大的影响.本文基于21700圆柱形锂离子电池建立电化学-热耦合模型,并通过实验验证模型的精确性.分析了充电过程中的热行为,包含温度和产热分布.结果表明,充电过程中的温升主要受恒流充电过程的影响,电池平均温度和总产热均呈先上升后下降的趋势,且电池不可逆热占比高于可逆热.通过对比充放电过程的温度分布和产热变化可知,恒流充电过程中的产热和温度均大于恒流放电过程,充电过程具有温度提升时间短、变化速度快、产热峰值高等特点. 展开更多

关键词 锂离子电池 热行为 电化学-热耦合模型 充放电循环

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基于电化学-热耦合模型的电池低温脉冲加热 被引量：3

18

作者 张冬冬 文华 欧阳宏伟 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3957-3964,共8页

低温环境下,锂离子电池性能下降,充放电困难,严重影响了电动汽车的使用。采用脉冲加热方法是一种解决该问题的有效策略。本工作采用三元锂离子电池,通过对比放电电压曲线和温升曲线的实验值和模拟值建立电化学热耦合模型,仿真分析脉冲... 低温环境下,锂离子电池性能下降,充放电困难,严重影响了电动汽车的使用。采用脉冲加热方法是一种解决该问题的有效策略。本工作采用三元锂离子电池,通过对比放电电压曲线和温升曲线的实验值和模拟值建立电化学热耦合模型,仿真分析脉冲加热下锂离子电池的电化学和热特性,研究不同脉冲振幅和环境温度下的产热分布。结果表明,在环境温度为-8℃时,4 C脉冲加热电池的温升是2 C脉冲加热的2.25倍。欧姆热和极化热决定着总产热量的大小。环境温度越低,锂离子电池的极化越严重,但随着脉冲的进行,极化有所平缓。大脉冲电流和较低温度下的脉冲加热有更大的温升速率。脉冲加热后电池表面最高温度在几何中心偏下的位置,且最大温差不超过2℃,具有良好的温度均匀性。 展开更多

关键词 锂离子电池 低温性能 脉冲加热 电化学-热耦合模型 温度分布

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基于电化学-热耦合模型的储能用锂离子电池的发热状况研究 被引量：4

19

作者 王楠 李振 +3 位作者 郝添翼 李雅泊 周喜超 张凯 《太阳能》 2022年第5期77-86,共10页

作为储能电站用储能电池,磷酸铁锂离子电池(下文简称为“锂离子电池”)的发热现象极易给储能电站造成运维安全隐患,分析锂离子电池在不同工况下的发热状况可有效减少其发热现象的产生。基于三维电化学-热耦合模型,提出了产热速率压缩降... 作为储能电站用储能电池,磷酸铁锂离子电池(下文简称为“锂离子电池”)的发热现象极易给储能电站造成运维安全隐患,分析锂离子电池在不同工况下的发热状况可有效减少其发热现象的产生。基于三维电化学-热耦合模型,提出了产热速率压缩降维方法,在保留电池表面温度不均衡特征的条件下进行了模型仿真研究。通过实验,研究了储能用锂离子电池在单次充放电循环过程中的表面温度值及温度分布变化,证明该模型能够准确反映储能用锂离子电池在充放电循环过程中的发热状况和温度变化趋势。研究结果可提高电化学储能电站的安全性,并为后续储能电池模组研究提供参考依据。 展开更多

关键词 锂离子电池 电化学-热耦合模型 热性能 有限元分析 充放电循环 发热状况

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锂离子电池电化学-热-力耦合数值模拟及分析 被引量：1

20

作者 马德正 李培超 +2 位作者 岳飞龙 张贝贝 邓辉良 《农业装备与车辆工程》 2021年第11期43-47,共5页

建立了锂离子电池电化学-热-力耦合模型,并使用COMSOL Multiphysics软件进行了数值求解。研究了电化学-热-力耦合模型与电化学-力耦合模型的差异,对比了温度场以及电极粒子内部浓度场的变化,同时分析了隔膜孔隙度变化时外载对电池电压... 建立了锂离子电池电化学-热-力耦合模型,并使用COMSOL Multiphysics软件进行了数值求解。研究了电化学-热-力耦合模型与电化学-力耦合模型的差异,对比了温度场以及电极粒子内部浓度场的变化,同时分析了隔膜孔隙度变化时外载对电池电压及容量的影响。研究发现:引入温度场后电池容量和电压平台会有所升高,模型温度会变低,粒子内部浓度相比电化学-力耦合更加均匀;当加入外载后,会导致电池电压和容量的降低,且同等外载对低放电速率下电池性能的影响更明显。此外还发现了电池在外载作用下会引起隔膜孔隙度变化进而影响电池放电性能。 展开更多

关键词 锂离子电池 电化学-热-力耦合 隔膜变形 多物理场 电压

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