LiFePO4电池结构可简化为阳极极耳、含电解液的阳极集流体、阳极膜片、隔离膜、含电解液的阴极集流体和阴极极耳。电极隔膜和分离器由阳极膜片、阴极膜片和隔离膜组成。隔离膜中的聚合物骨架不导电子，电化学反应只发生在固体活性物颗粒与电解液交界面处，其反应方程式为：
阳极：LixC6↔ Li0C6+ xLi++ xe-
阴极：Liy - xFe POC4+ xLi++ xe-↔ Fi0PO4
基于 Newman 的多孔性电极理论的电化学模型，其中描述正负电极颗粒表面电化学反应过程的Buter-Volmer方程为：
j0为交换电流密度，单位为 A·cm-2；η 是局部过电位，单位为 V；αc和 αa是正负电极电化学反应转移系数，取 0.5；F 为法拉第常数，数值为96485 C·mol-1；R 为理想气体常数，数值为 8.314 J·mol-1· K-1。
交换电流密度表达式为：
k0为反应速率常数；cs,max为材料最大固相锂离子浓度；cs,surf为电极和电解液界面处锂离子浓度。局部过电位表达式为：
ϕs为固相电势；ϕ1为液相电势；Eeq为材料的平衡电位。
固相欧姆定律和液相欧姆定律分别为：
is和 i1分别代表固相电子电流和液相离子电流；σseff和 σ1eff分别代表固相和液相电势；t+为迁移数。
锂离子在固相中的质量守恒方程用菲克第二定律描述为：
cs代表固相锂离子浓度；Ds为锂离子的固相扩散系数；r 为球形颗粒的半径。
锂离子在液相中的质量守恒方程用浓溶液理论描述为：
ε1为电极和隔膜中液相体积分数；D1eff为电解液中的等效扩散系数，用布拉格曼系数修正。
从左至右依次为热积累、热传导和热产生项。其中，电池电芯区域的产热量主要包括可逆热、极化热与欧姆热，依次为：
此外，极耳区域还存在由极耳的电阻所引起的欧姆热，计算式为：
Itab为通过极耳处的电流；Atab为极耳的横截面积，这里取极耳宽50 mm、厚0.3 mm；σtab为极耳自身材料的电导率，假定正极耳为铝材料，负极耳为铜材料，电导率值参见表1电池电化学模型参数。经过计算，求得正极耳的产热率为 2.05×105W/m3，负极耳的产热率为 1.29×106W/m3。
2023年2月16日 11:00
