一种具有由嵌入应变与电解液流动驱动的孔隙率演化颗粒尺度分辨的多物理场电池模型
计算物理
2018-07-26 v4
摘要
我们提出一种用于电池材料中静电、化学、热、机械与流体物理的耦合连续介质表述。我们的处理在颗粒尺度，其中由碳粘结剂固结的活性颗粒、多孔隔膜、集流体与灌注的电解液均被显式建模。从领域通用的描述出发，即离子的反应-输运偏微分方程、经典泊松方程变体的静电描述与热方程，我们向该问题引入固-流相互作用。我们的主要贡献是将电解液建模为不可压缩流体，由活性材料中的弹性、热与锂嵌入应变驱动。我们的处理处于有限应变设定，并使用任意拉格朗日-欧拉 (ALE) 框架以考虑固体与流体的机械耦合。我们给出了关于固-流相互作用及嵌入应变大小对电池内孔隙率演化、离子分布与静电势场影响的详细计算研究。
引用
@article{arxiv.1804.06436,
title = {A multi-physics battery model with particle scale resolution of porosity evolution driven by intercalation strain and electrolyte flow},
author = {Zhenlin Wang and Krishna Garikipati},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.06436},
year = {2018}
}