模拟固态锂离子电池中的电化学过程

Bridget Cunningham 2016年 12月 7日

传统的锂离子电池中采用的电解质通常包含易燃的液体溶剂,电池一旦过热便极易引发火灾。为了改进电池设计,提升安全性,人们希望用不可燃的固体电解质替代传统的液体溶剂。不过,要想改进这一技术,并实现其工业化应用,首先需要全面深入地理解装置中的电化学过程。借助仿真这一可靠的工具,相信在不远的将来,我们便可以实现固态锂离子电池的大规模应用。

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Bridget Paulus 2016年 11月 29日

透皮给药(transdermal drug delivery,简称 TDD)贴片的作用是在一段时间内将药物持续渗透到患者体内。然而,人体的皮肤是阻止外来物质(也包括药物在内)入侵的天然屏障。为了制造出可有效穿透皮肤的 TDD 贴片,研究人员利用仿真对药物的释放过程和皮肤的吸收过程进行了研究。Veryst 工程公司(Veryst Engineering)在 COMSOL Multiphysics® 软件中创建了 TDD 贴片模型,并将仿真结果与实验数据进行了比较。

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Edmund Dickinson 2016年 10月 25日

电池短路是一个糟糕的故障:电池中储存的化学能会以热能的形式损失掉,而无法为设备所用。同时,短路还会造成严重发热,这不仅会降低电池材料的性能,甚至还可能因为触发热失控而酿成火灾或者爆炸。为了消除设备中可能造成短路的潜在条件,并确保短路不会引起危险的工作状态,我们可以借助 COMSOL Multiphysics® 对锂离子电池的设计进行研究。

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Bridget Cunningham 2016年 10月 4日

环境问题日益严重,迫使人们必须提高燃料效率和减少排放,这一需求激发了人们对传统点燃式及压燃式发动机的替代产品的研究兴趣。虽然采用均质充量压缩燃烧(homogeneous charge compression ignition,简称 HCCI)技术的发动机是一个可行的解决方案,然而尚存在例如点火时间难以控制等诸多难题,使得这项技术仍然面临着巨大的挑战。借助 COMSOL Multiphysics® 一类的仿真工具,您便可以分析 HCCI 发动机的燃烧过程,获取相关的有利信息,并最终发现改进点火控制技术的突破口。

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Ed Fontes 2016年 9月 9日

在最近几个版本的 COMSOL Multiphysics® 中,我们陆续添加了多个新的多物理场接口,将基本的物理场接口分解成单独的接口,并在模型树的“多物理场”节点中预定义了多物理场之间的耦合。这一更新完美地结合了基本物理场接口的灵活性与预定义多物理场耦合友好的用户体验。最新的 COMSOL Multiphysics® 5.2a 版本也不例外,为我们呈现了全新的反应流 多物理场接口。

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Caty Fairclough 2016年 8月 26日

在世界各地,堆积到填埋场的垃圾数量正在以惊人的速度增长。传统的垃圾填埋场不仅占用了大片土地,还会带来很多环境问题,因此研究人员希望寻求一种更加安全且节省空间的解决方案。一个可行的方案是将传统的厌氧 填埋场转换为好氧 生物反应器式填埋场。然而这一转换过程或许还需耗费数年时间进行更为深入的实验研究。为了更快地获取结果,加拿大西安大略大学(University of Western Ontario)的研究人员使用 COMSOL Multiphysics® 软件对转换过程进行了高效的分析。

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Scott Smith 2016年 8月 24日

电阻效应和电容效应是理解电化学系统的基础。由质量传递而产生电阻和电容,可通过描述对应基本现象(例如扩散)的物理方程来进行表征。此外,当需要考虑双电层、薄膜和反应动力学的电阻或电容特性时,可利用与电化学电流及电压相关的物理条件对此类效应进行简化处理。最后,您可以在 COMSOL Multiphysics® 中轻松地对来自外部负载电路的电阻和电容进行表征。

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Guest Matteo Lualdi 2016年 8月 23日

本文特约作者是来自 COMSOL 认证咨询机构——resolvent ApS 的 Matteo Lualdi,他将与我们分享开发用于固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell stack,简称 SOFC)堆分析的仿真 App 带来的优势。 对许多企业来说,数值模拟及仿真是贯穿设计工作流程中从产品研发到优化各个阶段的宝贵工具。而仿真 App 进一步扩展了此类工具的应用范围,将复杂的多物理场模型隐藏在了易用的界面之下。让我们来一起看看这样一个案例:固体氧化物燃料电池堆 App。

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Bridget Cunningham 2016年 4月 25日

每一杯啤酒的独特口感,都是通过一系列的酿造步骤获得的。发酵是其中重要的一步,其本质是将糖转化为酒精的过程。借助 COMSOL Multiphysics,我们可以对发酵过程展开研究,并通过模拟不同的工艺条件来优化酿造效率,进而生产出口感更佳的啤酒。

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Ed Fontes 2016年 4月 13日

Newman 模型及其衍生模型构成了一套标准理论,该理论能够准确地预测锂离子电池在一系列工作条件下的设计性能。当使用 Newman 模型时,人们不必细致地描述电池电极的多孔结构,而只需要将常见的平均尺寸用作输入,即可将电极表征为均相的各向同性材料。然而,与详细的非均相几何模型相比,这种方法的准确度如何呢?让我们来一探究竟吧。

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