Modeling and simulation in rate performance of solid-state lithium-ion batteries at low temperatures

电解质 电池(电) 材料科学 锂(药物) 扩散 阴极 离子 电导率 锂离子电池 离子电导率 核工程 分析化学(期刊) 化学工程 热力学 电气工程 化学 功率(物理) 电极 工程类 环境化学 物理 内分泌学 物理化学 有机化学 医学
作者
Xueyang Shen,Yi Yang,Xuanzhong Zhang,Miao Chen
出处
期刊:Journal of energy storage [Elsevier BV]
卷期号:74: 109296-109296 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.est.2023.109296
摘要

Solid-state lithium-ion batteries (SSBs) not only improve the energy density of batteries, but also solve the unavoidable battery safety problems of liquid electrolytes. However, the rate capability of SSBs cannot meet the needs of practical applications due to the defects of low ionic conductivity and slow reaction rate of solid-solid interface, which becomes one of the bottlenecks restricting its development. Moreover, SSBs usually suffer from capacity reduction and security problems under low temperatures. This paper established a two-dimensional model of SSBs based on a multi-physical field simulation software, and studied the rate performance of SSBs under low temperatures. The distribution of lithium ion concentration in both electrolyte and cathode, diffusion coefficient of lithium ion and high rate discharge behavior of SSBs at low temperature were discussed in details. The simulation results exhibit that the rate capability of SSBs at low temperature can be improved by appropriately reducing the thickness of solid-state electrolyte. When the electrolyte thickness is fixed as 0.6 μm, the discharge capacities decrease from 0.345 Ah m−2 to 0.343 Ah m−2 as the discharge rates increase from 3C to 8C, together with a high capacity retention ratio of 99.5 %. Besides, SSBs can still maintain a high and flat discharge platform even at the high rate of 8C. This study proposes a method to improve the rate performance of solid state battery at low working temperatures, which has a theoretical guiding significance and engineering value for the structure design of SSBs.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
我是老大应助念姬采纳,获得10
1秒前
田様应助苗条的老九采纳,获得10
2秒前
午夜时分收病人完成签到,获得积分10
2秒前
123完成签到 ,获得积分0
2秒前
ll发布了新的文献求助10
3秒前
ccc完成签到 ,获得积分10
6秒前
大模型应助星光采纳,获得10
8秒前
whr完成签到,获得积分10
9秒前
万能图书馆应助牛牛眉目采纳,获得10
9秒前
11秒前
12秒前
12秒前
灵儿完成签到,获得积分10
12秒前
banlu完成签到,获得积分20
14秒前
14秒前
杨禹发布了新的文献求助20
17秒前
孟琪富发布了新的文献求助10
18秒前
星光发布了新的文献求助10
20秒前
lin完成签到,获得积分10
21秒前
失眠紫青关注了科研通微信公众号
23秒前
Rainielove0215完成签到,获得积分0
24秒前
黄琳完成签到,获得积分10
25秒前
28秒前
小虎应助七七采纳,获得10
30秒前
Lei完成签到,获得积分10
31秒前
zhanghui完成签到 ,获得积分10
32秒前
32秒前
32秒前
彩色的严青完成签到,获得积分10
32秒前
33秒前
35秒前
俊逸沛菡完成签到 ,获得积分10
36秒前
失眠紫青发布了新的文献求助10
36秒前
kkdkg发布了新的文献求助10
37秒前
xzy998应助林希希采纳,获得10
37秒前
38秒前
852应助牛牛眉目采纳,获得10
38秒前
会飞的鱼完成签到,获得积分10
40秒前
顾矜应助Pp采纳,获得10
40秒前
小鱼儿发布了新的文献求助10
40秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3966388
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3511817
关于积分的说明 11160082
捐赠科研通 3246443
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1793422
邀请新用户注册赠送积分活动 874427
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804388