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浙江大学:锂离子电池老化过程发热特性的模拟研究

论论资讯 | 2023-03-01 2热度

Electronics (Switzerland)

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Simulation Study on Heat Generation Characteristics of Lithium-Ion Battery Aging Process

Huang R.; Xu Y.; Wu Q.; Chen J.; Chen F.; Yu X.

Published:2023-03-01
DOI:10.3390/electronics12061444

研究背景

在当今社会中,锂离子电池已经成为了我们生活中不可或缺的一部分,从手机到电动汽车,都需要使用锂离子电池。然而,锂离子电池的老化问题一直存在,而老化过程中的热量生成特性对于热管理解决方案的制定至关重要。因此,研究锂离子电池老化过程中的热量生成特性,对于提高锂离子电池的使用寿命和安全性具有重要意义。

研究内容

本研究采用数学模型,将电化学机制、热传递和老化损失相结合,研究了21700(NCA)圆柱形锂离子电池在老化过程中的热量生成特性。研究发现,在相同的工作电流下,电池的热量生成功率随着电池老化而显著增加。这主要是由于固体电解质界面(SEI)的生长引起的能量损失,以及负极孔隙率和其他物理特性的降低,如其离子导电性和摩尔体积,这些也对热量生成功率产生影响。通过研究不同老化模式下电池热量生成的变化,可以深入了解老化对电池热量生成的影响及其电化学机制。

研究意义

本研究的创新点在于,通过数学模型研究锂离子电池老化过程中的热量生成特性,揭示了老化对电池热量生成的影响及其电化学机制,为锂离子电池的热管理提供了理论依据。此外,本研究的结果还可以为锂离子电池的设计和制造提供指导,从而提高锂离子电池的使用寿命和安全性。

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