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Batteries & Fuel Cellsx

循环伏安法 中文

循环伏安法是研究电化学系统的常用分析技术。在该方法中,对工作电极与参考电极之间的势差在起始电位与顶点电位之间进行来回线性扫描。电流-电压波形称为伏安图,提供有关电解质反应性和质量传递属性的信息。 该 App 旨在演示和模拟循环伏安法的使用。您可以改变两种物质的本体浓度、传递属性、动力学参数以及循环伏安计的设置。 扩展阅读

燃料电池阴极上质量传递和电化学反应 中文

这是一个通用燃料电池阴极的稳态三维模型,描述氧、水和氮的质量分数分布以及电流分布。 此模型利用“达西定律”描述对流,并将其与 Maxwell-Stefan 扩散系数相耦合来描述质量传递。 模型表明,此燃料电池阴极中的电流密度是由反应物控制的质量传递。 扩展阅读

蛇形流场燃料电池 中文

本案例模拟了通道中的流动和质量传递,以及聚合物电解质燃料电池的气体扩散层 (GDL)。阴极电极反应模拟为边界条件,其中局部电流密度取决于过电位和局部氧浓度。模型中使用分布式微分代数方程来求解沿阴极边界的过电位,阳极和膜通过集总电阻来建模。 扩展阅读

锂离子电池的内部短路 中文

在电池内部发生短路期间,两种电极材料以电子方式在内部互连,导致局部高电流密度。锂离子电池中发生内部短路可能是锂枝晶的形成或压缩冲击等情况引起的。长时间的内部短路会导致自放电及局部温度上升,局部温度上升产生的影响非常显著,因为如果温度超出某一阈值,电解质可能通过放热反应开始分解,从而引起热失控,具有潜在的健康和安全隐患。 本教学案例研究由于两种多孔电极材料之间的隔膜中出现穿透金属丝而引起的局部温升。物理场通过与*传热* 接口耦合的*锂离子电池* 接口来设置。电池的化学成分包括石墨负极和包含 LiPF6 电解质的 NMC 正极。 扩展阅读

全固态锂离子电池 中文

此例介绍如何使用“三次电流分布”接口对薄膜全固态锂离子电池中的电流和电解质的质量传递建模。 单独的“稀物质传递”接口与多个电化学反应相耦合,对正极中锂的质量传递建模。 研究了多种放电电流,分析不同的电压损失源。 扩展阅读

钒氧化还原液流电池 中文

该钒液流电池二维示例演示如何将离子交换膜的二次电流分布模型与液流电池两个不同自由电解液室的三次电流分布模型相耦合。 *离子交换膜* 边界节点指定了边界条件,其中离子通量是连续的,但电解质电位不连续,由唐南平衡描述。 这一条件通常用于含自由电解质和离子交换膜的电化学电池中,例如用于透析问题。 扩展阅读

固体氧化物燃料电池中的电流密度分布 中文

此模型研究固体氧化物燃料电池 (SOFC) 中的电流密度分布。 模型中包含阳极和阴极的质量平衡、气体通道中的动量平衡、多孔电极中的气流、氧离子携带的离子流平衡以及电子流平衡之间的全耦合,该多物理场模型中包含大量耦合。 结果表明,由于氧耗尽,电流密度分布非常不均匀,产生的大部分电流都靠近阴极入口,这意味着电池没有得到最佳使用。 扩展阅读

橙子电池 中文

本教学案例模拟由橙子和两个金属钉构成的电池(腐蚀电池)中的电流和溶解金属离子的浓度。这种类型的电池常用于化学课。也可以用柠檬或土豆代替橙子。 扩展阅读

锂离子电池阻抗一维模型 中文

本例针对 10 mHz 至 1000 Hz 之间的谐波扰动,对具有 LTO 负极和 NCA 正极的锂离子电池阻抗进行了建模。模型在正极导电材料中引入了附加的双层电流 ... 扩展阅读

异构锂离子电池 中文

此模型描述通过理想化三维几何结构建模的锂离子单电池的特性,其中的几何结构模拟多孔电极中的结构细节。此类模型称为异构模型。 异构模型的建模方法不同于典型的电池模型,如 Newman 模型。在均质模型中,体积分数、比表面积和有效传递属性等平均属性用于描述多孔结构。在异构模型中,几何结构描述孔隙电解质和电极颗粒的实际形状。 模型相关演示将 Newman 模型的结果与异构模型的相应结果进行比较,比较了放电和电化学阻抗谱仿真。 扩展阅读