锂离子电池中电极异质性的建模：单峰与双峰粒径分布
应用物理
2020-06-24 v2
摘要
在锂离子电池的数学模型中，高度异质的孔隙电极常被近似为由均匀尺寸的球形颗粒组成，当假设电解质中传输很快时，即导出常用的单粒子模型（SPM）。此处通过将其推广至粒径分布来建模电极异质性。考虑了单峰与双峰粒径分布（PSD）。对于单峰 PSD，研究了分布展宽对电池动力学的影响，并评估了用 SPM 近似时有效颗粒半径的选择。采用渐近技术推导了适用于窄但实际的 PSD 的 SPM 修正项。此外，表明所有颗粒的异质内部状态（例如建模退化时相关）可在事后高效计算。对于双峰 PSD，结果可由双粒子模型（DPM）很好近似，其中每种模态由一个尺寸代表。具有双峰 PSD 的磷酸铁锂结果表明，DPM 捕捉到放电曲线中实验观测到的双平台，表明其完全由双模态性导致。
引用
@article{arxiv.2006.12208,
title = {Modelling electrode heterogeneity in lithium-ion batteries: unimodal and bimodal particle-size distributions},
author = {Toby L. Kirk and Jack Evans and Colin P. Please and S. Jonathan Chapman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.12208},
year = {2020}
}
备注
32 pages, submitted to SIAM Journal on Applied Mathematics 04/06/2020