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检测优化电池使用和设计的一维锂离子电池模型 中文

这是一个包含锂离子电池的物理场、几何和网格的模板 MPH 文件。还定义了一些变量,包括电压、极化以及电池荷电状态等。这个模板用于评估锂电池性能、锂电池内部阻抗以及驱动循环模型示例等。

锂电池设计器 中文

此 App 可用作为特定应用开发优化电池配置 的设计工具,它可以计算容量、能量效率、产生的热量,以及由于锂离子电池在特定负载周期的寄生反应引起的容量损失。 您可以在 App 中更改各种电池设计参数,例如:电池罐的几何尺寸、不同元件(隔膜、集流体和电极)的厚度、正极材料以及多孔材料不同相的体积分数。负载循环是使用恒定电流负载的充放电循环,在充电阶段和放电阶段可能有所不同。 此 App 还可以根据生成的热量和热质量计算电池温度(假设电池内部温度均匀),其中使用环境温度参数和传热系数来定义冷却。

功率 vs. 能量评估的一维锂离子电池模型 中文

本例演示如何使用“锂离子电池”接口进行指定电池设计的性能评估。计算和分析了能量和功率输出。

多插层电极材料的锂离子电池 中文

本例演示“锂离子电池”接口中的“多插层材料”特征。模型描述了这样一个锂离子电池:正极采用两种不同的插层材料,负极仅采用一种插层材料。研究了正极上两种插层材料比例不同时的放电性能。

一维等温锂空气电池 中文

可充电的锂空气电池近来引起了人们的广泛关注,这主要是由于它们具有高能量密度,其能量密度的理论值约为 11400 Wh/kg,约为锂离子电池的 10 倍。 在该教学案例中,使用*锂离子电池* 接口模拟锂空气电池的放电,使用*多孔介质稀物质传递* 接口对多孔碳电极中氧气(来自外部空气)的传输进行建模。碳电极中的电化学反应(氧还原)导致反应产物的浓度和电极孔隙率发生变化,这通过*域常微分和微分代数方程* 接口建模。 此模型可用于研究锂空气电池的性能,为电池设计提供参考。本例通过对低放电电流密度与高放电电流密度下正极中氧浓度、孔隙率和膜厚的比较,来分析这些因素对电池电压分布的影响。

微盘电极的伏安曲线

电分析中常用微电极,因为它可以在极小的电极材料范围内提供较高的电流密度。微电极的扩散时间尺度很短,意味着可以精确地得到稳态测试结果,因此可以使用“稳态”研究。

本例模拟 10um 半径的微电极的伏安特性。

被动式质子交换膜燃料电池中的欧姆损耗和温度分布 中文

本例对消费式电子应用产品中的被动式冷却质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 建模。其中包括电化学电流和传热。

绕带式锂离子电池的边效应

锂离子电池结构中尺寸差异相当大,电池层展开的尺寸和层厚度之间常常相差几个数量级,因此锂离子电池通常使用一维模型建模。然而,电池的封装和叠片可能会引起边缘效应,这种情况下则需要在更高维度中建模。 本模型研究了通过将活性锂电池单元卷绕而得到的“卷芯式”圆柱状电池的几何效应。

单粒子锂离子电池模型

该示例介绍锂离子电池的等温单粒子模型公式。单粒子模型是锂离子电池一维公式的简化,并附有一些假设条件。 该模型通常适用于中低电流的情况。请注意,假设的有效性和单粒子模型的适用性还取决于模型中使用的参数值和电极/电解质化学成分。 通过与实验数据的比较,单粒子模型可用于参数估计研究(动力学、传递属性),此外,在二维和三维热模型公式中,可以使用它来代替一维公式,提高计算效率。 本例将不同放电电流下的单粒子模型公式与一维公式(案例库中的 li_battery_1D)进行了比较。

内部阻抗和电压损耗分析的一维锂离子电池模型 中文

该教学案例进一步研究电池的倍率性能,并展示如何使用*锂离子电池* 接口这个强大的建模工具进行此类研究。 倍率性能是根据极化(电压损耗)或引起这种损耗的内阻来研究的。为此,此例模拟了典型的大电流脉冲测试,即混合脉冲功率特性 (HPPC) 测试,主要研究前 10 秒放电以及后续温度为 298.15 K 时的松弛过程。 *锂离子电池* 接口分析电池的多个物理属性,其中有些属性可设为直接影响倍率性能的设计参数,这些属性为: 电极和隔膜的厚度 电极和隔膜的孔隙率 活性材料粒子大小 活性电极材料的选择 电解质和电子导体等其他材料选择 电极材料的荷电状态 (SOC);与 SOC 相关的多个材料属性 可降低内部阻抗的属性通常是薄电池域、高孔隙率和较小的活性材料粒子。 具有相反设计特征的电池具有较高的内阻,但由于活性材料粒子较大且封装电极较厚,因此存储容量(能量)可以非常大。