锂离子电池中原始与循环老化正极 3D 微结构的随机模型
材料科学
2018-01-15 v2 图像与视频处理
应用物理
摘要
众所周知，锂离子电池中电极的微结构会极大影响其性能。反之，由于老化效应，微结构在电池使用过程中也会表现出显著变化。为了更好地理解这些效应，数学分析与建模已被证明极具帮助。特别是，随机 3D 微结构模型已被证明是生成各类基于颗粒结构的强大且极其灵活的工具。近期，已有人针对锂离子能量与功率电池中的负极微结构提出了此类模型。本文中，我们描述了一种针对锂离子能量电池中正极 3D 微结构的随机建模方法，该微结构与负极中观察到的结构存在显著差异。该正极数据模型增强了迄今为止所开发的负极模型的思想。它使用来自原始正极以及两个老化正极的 3D 断层扫描图像数据进行校准。基于形态学图像特征的验证表明，该模型能够真实地描述原始与老化正极两者的微结构。因此，我们得出结论，该模型适用于生成虚拟但真实的锂离子正极微结构。
引用
@article{arxiv.1710.02051,
title = {Stochastic model for the 3D microstructure of pristine and cyclically aged cathodes in Li-ion batteries},
author = {Klaus Kuchler and Daniel Westhoff and Julian Feinauer and Tim Mitsch and Ingo Manke and Volker Schmidt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.02051},
year = {2018}
}