基于comsol的电芯电化学充放电膨胀分析

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       由于锂离子电池是一个封闭的体系,我们难以对正负极材料嵌锂过程中的反应进行直接的观测,因此建模也就成了了解锂离子电池内部反应机理最为有效的方式。一般来说,这样的建模需要包含两部分:1)电化学模型,模拟活性物质在充放电过程中的反应机理;2)机械模型,模拟活性物质在嵌锂后的形变情况。这种膨胀是可逆的。

       此次采用comsol软件的锂电池模块和力学模块,设计了一套从微观到宏观的锂电池电化学膨胀分析路线。

QQ图片20210525210633.png

一、微观模型建立。

基于comsol的电芯电化学充放电膨胀分析的图2

QQ图片20210525211006.png

此次构建的是一个NMC电芯随机颗粒分布的微观模型,求解充放电过程中电芯膨胀变化。

QQ图片20210525211357.png  

电芯充放电下的膨胀变化 。

充放电膨胀.gif  

其中负极最大位移随电压变化如下:

基于comsol的电芯电化学充放电膨胀分析的图6

图片1.png  

另外我们针对微观部分 分别求解其力学性能。

     

QQ图片20210525211837.png

二、多层电芯原位膨胀仿真分析    

Untitled.gif

多层电芯膨胀变化曲线图。

图片2.png    

三、模组膨胀,在前面两步求解的基础上,转入abaqus进行模组求解。

QQ图片20210525213959.png

通过从微观到宏观的逐层递进,完成锂电池电化学充放电膨胀的分析,以上模型仅供参考。

有兴趣的可以加我交流,谢谢 。

COMSOL锂电池电化学COMSOL电化学

基于comsol的电芯电化学充放电膨胀分析的评论11条

  • vision
    2
    i你好 问下在abaqus里电芯的材料本构是用的金属 还是其他 定义膨胀是热膨胀吗 如果是 膨胀率该如何给呢 谢谢
  • 学习CAE888
    0
    厉害了大神,能授人以鱼不如授人以渔,建议出个付费的系列案例视频教程,教我们如何学习和建模。价格贵也没关系,视频经典干货就行。

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