Electrochemical reactions coupled multiphysics modeling for lithium ion battery with non-heterogeneous micro-scale electrodes structures

微尺度化学 过电位 多物理 材料科学 电解质 电极 极化(电化学) 锂(药物) 电化学 交换电流密度 电化学动力学 化学物理 锂离子电池 电池(电) 热力学 分析化学(期刊) 化学 物理化学 医学 塔菲尔方程 功率(物理) 物理 数学教育 数学 色谱法 有限元法 内分泌学
作者
Heng Huang,Zhifu Zhou,Wei‐Tao Wu,Lei Wei,Yang Li,Xuecheng Lv,Xinyu Liu,Yubai Li,Yongchen Song
出处
期刊:Journal of energy storage [Elsevier]
卷期号:78: 110050-110050 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.est.2023.110050
摘要

During high-rate discharging process of lithium-ion battery (LIB), the macroscopic models struggle to capture the actual three-dimensional spatial evolutions of physical fields. In this study, an electrochemical-thermal-species coupled microscale homogeneous (MNH) three-dimensional model for LIB is built, with which the electrochemical reaction, lithium-ion concentration, electric potential, and heat generation rate inside the microscale LIB electrodes can be visualized and analyzed. The simulation results show that conventional volume-averaged 1 + 1D Newman models underestimate the influence of the microscopic electrode structure on the diffusion kinetics and reaction kinetics within the electrode. At high multiplicities, the localized pore structure causes insufficient utilization for the electrode material near the collector, leading to the localized hot spots in narrow pores. Additionally, the effects of extreme heat exchange environments on the physical laws within the electrodes are discussed. The results indicate that under an isothermal environment, the mass transfer capability of the electrode decreases. Moreover, the extent of delithiation and heat generation behavior of the particles exhibit stronger spatial nonuniformity, resulting in an increased final cut-off voltage. Furthermore, we conclude that an electrolyte phase potential caused overpotential due to pore structure contributes to the sensitivity of the active polarization heat towards the heat exchange environment.
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

祝大家在新的一年里科研腾飞
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
1秒前
李嘉图完成签到,获得积分10
2秒前
涵霸天发布了新的文献求助10
2秒前
FashionBoy应助大顺的爸采纳,获得10
3秒前
jewelliang发布了新的文献求助10
4秒前
LLL发布了新的文献求助10
5秒前
空空糯米团完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
赘婿应助科研轮回采纳,获得10
13秒前
调皮翅膀完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
晓晓发布了新的文献求助10
15秒前
panx发布了新的文献求助10
16秒前
牛牛牛完成签到,获得积分10
16秒前
xianyu完成签到,获得积分10
18秒前
领导范儿应助安详沛槐采纳,获得10
18秒前
大顺的爸发布了新的文献求助10
19秒前
XxxxxxG发布了新的文献求助10
21秒前
dongyajingggggg发布了新的文献求助100
22秒前
22秒前
今后应助迷路筝采纳,获得10
24秒前
巴啦啦啦发布了新的文献求助10
24秒前
所所应助开心的西瓜采纳,获得10
27秒前
29秒前
123456完成签到 ,获得积分10
29秒前
cyyy完成签到,获得积分20
32秒前
33秒前
XxxxxxG完成签到,获得积分20
33秒前
科研轮回发布了新的文献求助10
34秒前
布丁完成签到 ,获得积分0
36秒前
科研通AI2S应助ShiRz采纳,获得10
36秒前
AlexLee应助lilili采纳,获得20
38秒前
李健的小迷弟应助涵霸天采纳,获得10
38秒前
39秒前
39秒前
科研通AI2S应助ShiRz采纳,获得10
41秒前
cyyy发布了新的文献求助10
43秒前
Ergou发布了新的文献求助10
44秒前
清脆的飞丹完成签到,获得积分10
45秒前
小鱼呆呆脑完成签到,获得积分10
46秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
Les Mantodea de Guyane 1000
Aspects of Babylonian celestial divination: the lunar eclipse tablets of Enūma Anu Enlil 1000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 930
Field Guide to Insects of South Africa 660
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 500
Separation and Purification of Oligochitosan Based on Precipitation with Bis(2-ethylhexyl) Phosphate Anion, Re-Dissolution, and Re-Precipitation as the Hydrochloride Salt 500
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 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3383463
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2997749
关于积分的说明 8776218
捐赠科研通 2683301
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1469598
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 679480
邀请新用户注册赠送积分活动 671756