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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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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Bertil Nistad 2016年 2月 17日

COMSOL Multiphysics 5.2 版本中提供了一个新的特征,可用于模拟细长结构中的腐蚀现象,借助这一特征将能大幅减少石油平台等结构的处理时间。使用边界元法(boundary element method,简称 BEM)和边上电流分布,BEM 接口中专有的梁单元后,我们便无需再使用有限元网格对整个三维结构进行解析,这有效地缩短了包含细长组件的大型结构腐蚀问题的求解时间。

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Lexi Carver 2015年 12月 28日

腐蚀是运输行业面临的最严峻的挑战之一。为了尽量减少腐蚀带来的危害,德国的一家研究机构与著名的汽车制造商——梅赛德斯-奔驰公司联手对汽车铆钉和钣金中发生的腐蚀现象展开了研究。借助 COMSOL Multiphysics 仿真软件,研究人员能够快速研究腐蚀对汽车部件造成的影响。

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Edmund Dickinson 2014年 8月 14日

对于糖尿病这一全球性杀手,目前还没有有效治愈手段:据世界卫生组织估计,全世界范围内有 3.5 亿的糖尿病患者,年平均死亡率在 1% 左右。幸运的是,现代医学使糖尿病患者能够管理自身的葡萄糖水平和摄入量,因此在许多国家糖尿病的威胁已大为降低。多数糖尿病患者必须全天候监测他们的葡萄糖水平,这就需要有精确的方法来测量血液中的葡萄糖浓度。对于现代传感器的设计而言,电化学方法是一个很好的选择。

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Melanie Pfaffe 2014年 2月 10日

在设计电化学电池时,我们需要考虑电解质和电极中的三类电流分布:一次分布、二次分布 和三次分布。不久之前,我们介绍了电流分布的基本理论;本文则以线电极为例,详细解释不同的电流分布类型,帮助你在 COMSOL Multiphysics 中选择合适的电流分布接口,顺利执行电化学电池仿真。

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Edmund Dickinson 2014年 2月 7日

在电化学电池的设计中,您需要考虑电解质和电极中的三种电流分布类型,它们被称作一次、二次 和三次电流分布。三种电流分布对应着不同的近似方式和程度,采用其中哪一个则取决于电解质溶液电阻、有限电极反应动力学以及质量传递的相对重要性。在本文中,我们将概述电流分布的概念,并从理论层面上探讨这一主题。

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Fanny Littmarck 2013年 6月 3日

你的化学老师曾经拿出橙子或者柠檬来解释电池的概念吗?也许你还记得,当他把几根金属钉插进了柑橘类水果后,居然成功地发出了电!整个班的同学都目不转睛地盯住这个迷你发电机。如果我们现在使用仿真工具来演示橙子电池 的工作原理,然后将它 用作电化学建模的入门教程,效果会怎样呢?

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