锂离子电池大电流放电过程模拟研究

• 作者: 董缇 彭鹏 王亦伟 曹文炅 郑耀东 雷博 蒋方明
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 锂离子电池 大电流放电 传热 化学反应 传递过程 电化学参数演化
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 所属期刊栏目: 能源和环境工程
• 页码范围: 3710-3721
• 页数: 11页
• 分类号: TK02
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200279

摘要

随着锂离子电池的广泛应用，电池以更大功率、更高倍率运行的需求日益迫切，探索锂离子电池大电流运行时的电-热行为及内部关键参数演化十分必要。建立了锂离子电池的电化学-热（ECT）模型和电池材料的热滥用模型，模拟了方形单层LiCoO2/C电芯在不同放电电流下的电-热行为，对比分析了电池分别以1C和14C倍率放电时电池内部关键电化学参数的演化过程。结果表明：随着放电电流增加，电池内部积聚的热量会引发材料的放热反应，有引发电池热失控的可能性；大电流放电过程电解液中锂离子浓度、输运电流密度、过电势、电解质电势和固相颗粒表面的锂离子浓度波动较大，在电池内部相关区域形成了明显的浓度差、密度差和电势差。