锂离子电池的电荷传输建模
化学物理
2020-02-04 v1 应用物理
摘要
本文介绍了锂离子电池在充放电过程中电化学行为的数学建模现状。它回顾了Newman及其合作者开发的模型，包括稀溶液和中等浓度电解质的情况，并指出了其发展所需的建模假设。特别关注了电解质与活性电极材料之间施加的界面条件；为确保物理上真实的解，推导了其中之一即Butler-Volmer关系的必要条件。通过考虑使用不同电势度量得到的公式，揭示了文献中各种模型之间差异来源的见解。考虑了锂离子电池中常用的电极材料，并讨论了用于描述其中锂传输的各类数学模型。利用均匀化技术解决了从单电极颗粒尺度的行为模型到电池尺度的升尺度问题，得到了常用于描述锂离子电芯中电荷传输和放电行为的伪二维模型。讨论了该模型的数值解，并计算了一个常见设备的示例性结果。
引用
@article{arxiv.2002.00806,
title = {Charge transport modelling of lithium ion batteries},
author = {Giles W Richardson and Jamie M Foster and Rahifa Ranom and Colin P Please and Angel M Ramos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.00806},
year = {2020}
}