鋰離子電池因為具有工作電壓高、比容量高、循環(huán)壽命長、自放電率低等優(yōu)點,被認為是最具競爭力的二次電池,其目前已廣泛應(yīng)用于消費類數(shù)碼產(chǎn)品。隨著鋰離子電池技術(shù)發(fā)展,其在電動汽車、儲能電站等領(lǐng)域得到了應(yīng)用,對于電池的性能提出了更加嚴(yán)苛的要求。目前的正極材料各有優(yōu)缺點,難以滿足鋰離子電池對于正極材料的所有要求。通過對不同晶型的正極材料進行混合,制備的復(fù)合正極可以有效地揚長避短。但是對于復(fù)合電極的工作機理以及優(yōu)化方向的研究仍比較欠缺。目前,隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,數(shù)值仿真技術(shù)得到廣泛關(guān)注,通過建立鋰離子電池數(shù)值模型,可以對電池的電化學(xué)行為、產(chǎn)熱行為進行預(yù)測,并提出優(yōu)化方向,能有效降低電池的設(shè)計成本。在本論文中,建立了基于可變固相擴散系數(shù)的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2-LiFe0.15Mn0 85PO4(NCM-LFMP)復(fù)合電極模型。采用 COMSOL Multiphysics 軟件求解電池模型,對于復(fù)合電極的電化學(xué)行為以及產(chǎn)熱行為進行模擬分析。論文的主要成果如下:(1)針對材料在不同放電平臺下存在的擴散屬性差異現(xiàn)象,通過恒電流間歇滴定的方法獲取在不同嵌鋰態(tài)的材料的固相擴散系數(shù)�？勺児滔鄶U散系數(shù)可以在不提升模型復(fù)雜程度前提下,可以對材料的特性進行描述,進而改善模型的準(zhǔn)確性。(2)建立了 NCM-LFMP復(fù)合電極模型,可以有效地預(yù)測不同混合比例復(fù)合電極的電化學(xué)性能,并對復(fù)合電極的工作機理、弛豫過程、極化現(xiàn)象進行分析,并針對LFMP粒徑進行優(yōu)化,并預(yù)測優(yōu)化后性能,為復(fù)合電極的優(yōu)化提供指導(dǎo)方向。(3)在復(fù)合電極電化學(xué)模型的基礎(chǔ)上,建立電化學(xué)-熱耦合模型,可預(yù)測電池的整體產(chǎn)熱,并對熱源進行分析。針對LFMP粒徑進行優(yōu)化,預(yù)測優(yōu)化后相關(guān)的熱性能,為電池的熱管理提供指導(dǎo)方向。
【學(xué)位單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM912

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 黃學(xué)杰;;電動汽車與鋰離子電池[J];物理;2015年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 馮毅;鋰離子電池數(shù)值模型研究[D];中國科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2008年

本文編號：2823263