锂离子电池退化：如何建模
化学物理
2022-04-13 v2 应用物理
摘要
预测锂离子电池退化对全球汽车、航空与储能行业价值数十亿，可改善性能与安全性并减少保修负债。然而，极少有已发表的电池退化模型显式考虑超过两种退化机制间的相互作用，且无一在单一电极内做到。本文报道了首个在负极中直接耦合超过两种退化机制的公开尝试。结果被用于映射穿越这一复杂路径依赖且非线性退化空间的不同路径。四种退化机制在PyBaMM中耦合，这是一个开源建模环境，独特地开发用于快速简便地实现与探索新物理。关键之处在于可“透视”模型内部并观察不同退化模式(如锂库存损失与活性材料损失)的后果。对于同一电芯，已发现依其使用方式不同可导致寿命终止的五种不同路径。此类信息可使产品设计师依使用模式延长或预测寿命。然而，退化模型的参数化仍是一大挑战，需要国际电池界的关注。
引用
@article{arxiv.2112.02037,
title = {Lithium-ion battery degradation: how to model it},
author = {Simon E. J. O'Kane and Weilong Ai and Ganesh Madabattula and Diego Alonso Alvarez and Robert Timms and Valentin Sulzer and Jacqueline Sophie Edge and Billy Wu and Gregory J. Offer and Monica Marinescu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.02037},
year = {2022}
}
备注
First version submitted to Energy and Environmental Science on 15th November 2021. Second version submitted to Physical Chemistry: Chemical Physics on 25th January 2022