建立了電化學(xué)-熱耦合電池模組模型,模型中各個單體電池的三維熱模型分別對應(yīng)一個電化學(xué)模型熱源,實現(xiàn)多點對應(yīng),雙向耦合。通過數(shù)值仿真計算模擬電池組700次充放電循環(huán)過程,結(jié)果表明:內(nèi)部單體間溫度差最大值達到6℃;經(jīng)過700次循環(huán)后電池組內(nèi)各單體間的容量和內(nèi)阻的極差值分別是1.396A·h和9.5mΩ/m²。 

【文章來源】：有色金屬工程. 2020,10(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

電化學(xué)-熱耦合模型的建模思路與耦合關(guān)系

容量衰減模型的建立，在電化學(xué)-熱耦合參數(shù)動態(tài)響應(yīng)模型為基礎(chǔ)上，結(jié)合容量衰減方程后進行修正完成構(gòu)建。模型中，電極假設(shè)均由相同的確定尺寸和相同的電化學(xué)性質(zhì)球型顆粒組成，同時假設(shè)在鋰的濃度擴散方向為粒徑方向且主要為這種擴散模式；圖2描述了在充電過程中，伴隨著鋰離子嵌入到負(fù)極材料的過程，一部分鋰離子與電解液的溶劑發(fā)生反應(yīng)生成了一層覆蓋在負(fù)極顆粒表面的SEI膜，該副反應(yīng)導(dǎo)致本該嵌入碳負(fù)極的一部分鋰不可逆的損耗了，進而造成電池實際容量的衰減。本文所建立模型的衰減部分，是以電解液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，在負(fù)極顆粒表面生成SEI膜，消耗活性鋰為主要衰減機制。模型構(gòu)建的控制方程歸納如表4所示。

通過數(shù)值仿真模型計算，得到了電池模組在充放電循環(huán)后各單體電池的溫度、容量、內(nèi)阻的變化情況。圖3所示為1號單體電池循環(huán)的充放電曲線和副反應(yīng)電流密度曲線。圖4為電池組1C放電結(jié)束溫度場。由圖4可以看出，由于電池組模型中不同單體電芯排布位置的不同，各單體電池的環(huán)境溫度也會產(chǎn)生差異。在充放電循環(huán)過程中，模組的最大溫差達到6℃，電池溫度的差異反饋到電化學(xué)模型中，影響其中的電化學(xué)反應(yīng)，并最終會導(dǎo)致在循環(huán)過程中不同單體電池的容量和內(nèi)阻衰減的不一致性。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]鋰離子動力電池生熱特性分析及其選配[D]. 康海鵬.吉林大學(xué) 2014
[2]鋰離子電池一致性研究[D]. 單毅.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



本文編號：3607539