电池与燃料电池模块更新
COMSOL Multiphysics® 5.3a 版本为“电池与燃料电池模块”的用户新增了一个锂离子电池设计的 App 示例、一个新的 Baker-Verbrugge 扩散模型，以及两个新的电池教程。请阅读以下内容，进一步了解电池与燃料电池的功能更新。
新增示例 App：电池设计器
新的“电池设计器” App 可以充当设计工具，用来开发并优化电池设计，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 中控制各种电池设计参数，例如：电池罐的几何尺寸；不同组件（隔板、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。负载循环是使用恒流负载的充放电循环，在充电和放电阶段可能会有所不同。该 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。
“电池设计器”App 的用户界面。
案例库路径：
Batteries_&_Fuel_Cells_Module/Applications/li_battery_designer
自由和多孔介质流动接口的功能改进
在新版的自由和多孔介质流动 接口中，您可以将自由层流或自由湍流与多孔介质流动进行耦合。此接口仍然是支持与电化学接口相耦合的唯一接口，耦合接口可用于多孔电极建模。
Kozeny-Carman 渗透率模型
COMSOL Multiphysics® 5.3a 版本的达西定律 接口中新增了 Kozeny-Carman 渗透率模型，可供您基于孔隙率和颗粒直径来估计颗粒介质的渗透率。
粒子插层节点中新增的扩散模型
锂离子电池 接口和二元电解质电池 接口中新增了 Baker-Verbrugge 扩散模型，基于插层反应的平衡电位对电极粒子扩散系数进行修正。总的来说，Baker-Verbrugge 模型更有利于捕捉荷电状态相关的传输速率和成阶现象。
锂离子电池电极的粒子浓度分布曲线。本例通过 Baker-Verbrugge 扩散模型揭示了浓度在 9000 到 11000 mol/m3 之间表现出明显的“分级”效应。
案例库路径：
Batteries_&_Fuel_Cells_Module/Batteries,_Lithium-Ion/li_battery_multiple_materials_1d
新增教学案例：异构锂电池
高精度电池建模的最新趋势是，在非均质模型中，详细地模拟多孔电极的结构。新增的教程模拟了一个三维理想化几何的锂离子单电池特性，其中的几何模仿了多孔电极的结构细节，通常此类模型称为非均质模型。与通常用来描述多孔电极的均质方法不同的是，非均质模型描述了孔隙电解质和电极粒子的实际形状。该模型还能与结构力学进行耦合，计算粒子中的 von Mises 应力。这些应力可用于计算周期疲劳，并由此估计由该周期产生的裂纹引起的电池性能损耗。锂离子电池 接口中的电极反应 节点进行了更新，新增了该教学案例中使用的“锂插入反应”动力学类型。
注：此模型还需要“结构力学模块”。
电极粒子浓度分布。来自“电池与燃料电池”案例库的“异构锂离子电池”教程。
案例库路径：
Batteries_&_Fuel_Cells_Module/Batteries,_Lithium-Ion/heterogeneous_li_battery
新增教学案例：集总锂电池参数估计
这一新的教学案例采用“黑匣子”方法，基于一小组集总参数来定义电池模型，其中假设电池的内部结构、电池电极的设计和材料的选择均属未知。模型输入包括电池容量、初始荷电状态 (SOC)，以及开路电压 vs. 荷电状态曲线，以及来自负载循环实验的实验数据。集总参数的参数估计通过优化 接口完成。
注：此模型还需要“优化模块”。
案例库路径：
Batteries_&_Fuel_Cells_Module/Batteries,_Lithium-Ion/lumped_li_battery_parameter_estimation