Understanding Electrolyte Filling of Lithium‐Ion Battery Electrodes on the Pore Scale Using the Lattice Boltzmann Method

电解质 格子Boltzmann方法 电极 材料科学 锂离子电池 电池(电) 纳米孔 结块 复合材料 化学工程 化学 纳米技术 热力学 功率(物理) 物理 物理化学 工程类
作者
Martin P. Lautenschlaeger,Benedikt Prifling,Benjamin Kellers,Julius Weinmiller,Timo Danner,Volker Schmidt,Arnulf Latz
出处
期刊:Batteries & supercaps [Wiley]
卷期号:5 (7) 被引量:30
标识
DOI:10.1002/batt.202200090
摘要

Electrolyte filling is a time-critical step during battery manufacturing that also affects the battery performance. The underlying physical phenomena during filling mainly occur on the pore scale and are hard to study experimentally. In this paper, a computational approach, i.e.\ the lattice Boltzmann method, is used to study the filling process and corresponding pore-scale phenomena in 3D lithium-ion battery cathodes. The electrolyte flow through the nanoporous binder is simulated using a homogenization approach. Besides the process time, the influence of structural and physico-chemical properties is investigated. Those are the particle size, the binder distribution, and the volume fraction and wetting behavior of active material and binder. Optimized filling conditions are discussed by capillary pressure-saturation relationships. It is shown how the aforementioned influencing factors affect the electrolyte saturation. Moreover, the amount of the entrapped residual gas phase and the corresponding size distribution of the gas agglomerates are analyzed in detail. Both factors are shown to have a strong impact on mechanisms that can adversely affect the battery performance. The results obtained here indicate how the filling process, the final electrolyte saturation, and potentially also the battery performance can be optimized by adapting process parameters and the electrode and electrolyte design.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
苏柏亚发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
天天快乐应助小虫子采纳,获得10
1秒前
加菲丰丰应助凯哥采纳,获得20
1秒前
1秒前
1秒前
Edward完成签到 ,获得积分10
2秒前
11发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
zhang08完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
zz完成签到,获得积分10
7秒前
yyyy完成签到,获得积分10
8秒前
屈初雪发布了新的文献求助10
8秒前
菜鸟发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
12秒前
14秒前
星辰大海应助芦苇采纳,获得10
15秒前
星辰发布了新的文献求助10
15秒前
乐正念云发布了新的文献求助10
15秒前
旭旭完成签到 ,获得积分10
15秒前
有魅力勒完成签到,获得积分10
15秒前
万能图书馆应助哈哈哈采纳,获得10
15秒前
celinekk发布了新的文献求助20
15秒前
bkagyin应助AAA电材哥采纳,获得10
15秒前
ShowMaker应助萌神_HUGO采纳,获得30
16秒前
比奇堡艺术家完成签到,获得积分10
17秒前
白华苍松发布了新的文献求助10
17秒前
火星上的闭月完成签到 ,获得积分10
19秒前
五里霜完成签到,获得积分10
20秒前
卡卡卡卡卡卡完成签到 ,获得积分10
21秒前
哈好好哈哈好完成签到 ,获得积分10
22秒前
上官听白应助菜鸟采纳,获得10
23秒前
23秒前
小二郎应助㎏w采纳,获得10
23秒前
23秒前
23秒前
23秒前
starofjlu应助老张采纳,获得50
24秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Diagnostic immunohistochemistry : theranostic and genomic applications 6th Edition 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3148165
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2799249
关于积分的说明 7834127
捐赠科研通 2456451
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1307282
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 628124
版权声明 601655