三维解析固体电解质空间电荷层的有限元公式
化学物理
2023-07-06 v1
摘要
全固态电池被视为在许多应用中替代传统液态电解质电池的有力候选者。然而，它们在许多相关应用中尚不可行。一个特别值得关注的问题是识别全固态电池内部的物理效应及其对整个电池单元性能的定量影响。仿真模型可以通过系统性研究（例如启用或禁用某些物理效应）来帮助回答上述问题。特别是，空间电荷层（SCLs）的影响在科学界引起了广泛讨论。迄今为止，SCLs 的不同长度尺度与电池单元的微观结构使得对具有解析 SCLs 的真实微观结构进行空间离散化不可行。然而，应用于简化几何形状的热力学一致的连续介质模型已在文献中确立。在本工作中，我们利用 SCLs 中的效应主要是一维的这一特点，提出了一个能够预测几何解析微观结构内 SCLs 空间发展的模型。通过所提出的方法，可以量化真实微观结构对 SCLs 形成过程的几何影响。真实微观结构中的 SCLs 与文献中已确立的简化一维模型计算出的 SCLs 显著不同。
引用
@article{arxiv.2301.05949,
title = {A Finite Element Formulation to Three-Dimensionally Resolve Space-Charge Layers in Solid Electrolytes},
author = {Stephan Sinzig and Thomas Hollweck and Christoph P. Schmidt and Wolfgang A. Wall},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.05949},
year = {2023}
}