Eine kurze Diskussion über fünf heiße Forschungswerkzeuge für Lithium-Ionen-Batterien -Lithium - Ionen-Batterie-Ausrüstung
Im Bereich der Lithium-Ionen-Batterien weist die Versuchsplanung aufgrund der Unsicherheit über den Einfluss verschiedener Parameter auf die Batterieleistung einen gewissen Grad an Blindheit auf. Die traditionelle, erschöpfende Methode zur Bestimmung von Parametern hat den Nachteil schwerer Aufgaben, geringer Effizienz und ist schwer zu lösende theoretische Probleme.
Mit der Entwicklung der Simulationstechnik wurde die Simulationstechnik auf die Forschung und Entwicklung von immer mehr wissenschaftlichen Forschungsfeldern angewendet. Als ergänzendes Werkzeug für Experimente kann COMSOL Multiphysics:
(1) Simulieren Sie vor dem Experiment jede experimentelle Methode durch Batteriemodellierung, prognostizieren Sie die experimentellen Ergebnisse, schränken Sie den Parameterbereich ein und verbessern Sie die Arbeitseffizienz.
(2) Die Simulation der internen elektrochemischen Prozesse während des Batteriebetriebs hilft den Forschern, die internen Prozesse der Batterie zu untersuchen. Durch die Vereinfachung, Simulation und Analyse des Batteriemodells kann der Betriebszustand der Batterie effektiver verwaltet werden.
(3) In Kombination mit experimentellen Daten ist der Inhalt des Artikels überzeugend, vorhersehbar und neuartig und kann in High-End-Fachzeitschriften auf diesem Gebiet veröffentlicht werden.
Derzeit können die fünf Forschungs-Hotspots von Lithium-Ionen-Batterien, darunter Wärmemanagement, Polarisationsphänomene, SEI-Filmstabilität und Elektroden-Elektrolyt-Grenzflächenprobleme, alle durch COMSOL Multiphysics simuliert werden.
1. Anwendung von COMSOLMultiphysics im Batterie-Wärmemanagement
Mit der kontinuierlichen Modernisierung der Stromversorgungsgeräte haben die Batterien begonnen, sich allmählich in Richtung Größe und Modularisierung zu entwickeln. Das Problem der Wärmeerzeugung von Batterien ist immer stärker in den Vordergrund gerückt. Auch das Batterie-Thermomanagement ist zu einem der Schwerpunkte der aktuellen Forschung im Batteriebereich geworden. Während des Lade- und Entladevorgangs entsteht im Inneren der Batterie Wärme. Wenn es nicht rechtzeitig abgeführt wird, steigt die Temperatur an und überschreitet den normalen Betriebsbereich von Lithium-Ionen-Batterien: (sicherer Temperaturbereich), was sich auf die Arbeitsbedingungen der Batterie, die Zykluseffizienz, die Kapazität, die Leistung wie die Leistung auswirkt, wirkt sich wiederum auf die Zuverlässigkeit, Sicherheit und Lebensdauer des Geräts aus. Die Erstellung eines thermischen Modells von Lithium-Ionen-Batterien ist eine grundlegende Methode, um die Temperaturverteilung und -veränderungen von Lithium-Ionen-Batterien zu untersuchen. Durch die Untersuchung der thermischen Auswirkungen der Batterie kann die Batteriestruktur optimiert und die Sicherheitseigenschaften der Batterie verbessert werden. (Lithium-Ionen-Batterie-Ausrüstung)
COMSOL Multiphysics bietet ausreichend physikalische Schnittstellen, die den Anwendern helfen können, die thermischen Auswirkungen von Lithium-Ionen-Batterien zu untersuchen, indem sie die Lithium-Ionen-Batterieschnittstelle und die Wärmeübertragungsschnittstelle koppeln. Die Software verfügt über eine einfache und übersichtliche Oberfläche zum Festlegen von Randbedingungen, die den Benutzern den Einstieg erleichtert. Gleichzeitig verfügt er über eine übersichtliche visuelle Oberfläche, die intuitiv die Temperaturverteilung innerhalb der Lithium-Ionen-Batterie beobachten kann.
Bei gleicher Entladerate bei Konvektionswärmeableitung ist die Batterietemperatur umso niedriger, je höher der externe Wärmeübergangskoeffizient ist. Dies kann uns helfen, die Größe und Form des Heizkörpers auf der Grundlage des Wärmedurchgangskoeffizienten bei der Konstruktion des externen Heizkörpers zu entwerfen. Es zeigt sich auch, dass die Batterietemperatur umso höher ist, je höher die Entladerate ist. Der wichtige Grund dafür ist, dass es bei einer hohen Entladerate zu mehr Nebenreaktionen kommt, der Innenwiderstand der Batterie zunimmt und gleichzeitig die ohmsche Wärme und die Nebenreaktionswärme zunehmen, was zu einem offensichtlichen thermischen Effekt der Batterie führt. Dies erfordert eine kontinuierliche Optimierung der Batteriestruktur und der Verarbeitung von Batteriematerialien, um Batterieseitenreaktionen zu reduzieren. Es zeigt auch, dass die Verteilung der Elektrolytkonzentration unter adiabatischen Bedingungen flacher ist als unter isothermen Bedingungen, was darauf hindeutet, dass die Diffusionsleistung des Elektrolyten unter adiabatischen Bedingungen besser ist als unter isothermen Bedingungen, was neue Ideen und Erkenntnisse für die Untersuchung von Lithium-Ionen-Batterien liefert. Richtung.
2. Anwendung von COMSOLMultiphysics beim Verblassen der Batteriekapazität
In Lithium-Ionen-Batterien gibt es neben den Redoxreaktionen, die bei der Deinterkalation von Lithium-Ionen auftreten, auch eine Vielzahl von Nebenreaktionen, wie z. B. Elektrolytzersetzung, Wirkstoffauflösung und metallische Lithiumabscheidung. Nebenreaktionen und Abbauprozesse können zu verschiedenen unerwünschten Effekten führen, die irreversibel sind und zu einem Verlust der Batteriekapazität führen können. In der Regel altern Batterien aufgrund mehrerer komplexer Phänomene und Reaktionen, die gleichzeitig an verschiedenen Orten auftreten. Während des Lastzyklus befindet sich die Batterie in unterschiedlichen Stadien und ihr Degradationsgrad ist je nach Potenzial, lokaler Konzentration, Temperatur und Stromfluss unterschiedlich. Richtung. Unterschiedliche Batteriematerialien haben unterschiedliche Alterungsstufen, und die Kombination verschiedener Materialien (z. B. der Kreuzeffekt von Elektrodenmaterialien) kann die Alterung weiter beschleunigen. COMSOLM Multiphysics kann Forschern dabei helfen, Batteriealterungsmodelle zu erstellen und quantitative Analysen verschiedener Faktoren durchzuführen, die zur Batteriealterung führen. Es kann die Ursachen der Batteriealterung klar verstehen, Forschungsziele festlegen und sich auf die Überwindung wichtiger Probleme konzentrieren, um die Effizienz der wissenschaftlichen Forschung zu verbessern und den Entwicklungsprozess von Batterien zu beschleunigen.
Aus dem Modell in der obigen Abbildung ist ersichtlich, dass die Batteriekapazität mit zunehmender Anzahl der Zyklen von Lithium-Ionen-Batterien und steigender Entladerate allmählich abnimmt. Insbesondere wenn die Entladerate 1C überschreitet, nimmt die Entladekapazität deutlich ab. Bei 4 °C, bevor die Batteriespannung 3 V erreicht, hat die Batterie nur etwa 50 % ihrer theoretischen Kapazität. Eine Vielzahl von Studien hat bewiesen, dass die allmähliche Verdickung des SEI-Films durch Batterieseitenreaktionen ein wichtiger Grund für die Dämpfung der Batteriekapazität ist. Daher können wir COMSOL Multiphysic auch verwenden, um die Beziehung zwischen SEI-Filmänderungen mit der Zeit zu untersuchen, den SEI-Filmbildungsmechanismus zu untersuchen und die Stabilität des SEI-Films zu verbessern. Reduzieren Sie die Impedanz der negativen Elektroden/Elektrolyt-Schnittstelle.
3. Anwendung von COMSOLMultiphysics bei der Analyse von Batteriekurzschlüssen
Während des Ladevorgangs bildet die Batterie Lithium-Dendriten und durchdringt den Batterieseparator, was zu einem internen Kurzschluss der Batterie führt, oder wird von einer externen Maschinerie durchstochen, was zu einem Kurzschluss der Batterie führt. Längere interne Kurzschlüsse können zu einer Selbstentladung der Batterie und einem lokalen Temperaturanstieg führen. Wenn die Temperatur einen bestimmten Wert überschreitet, kann sich der Elektrolyt aufgrund thermischer Reaktionen zersetzen, was zu einem thermischen Durchgehen führt, was nicht nur die Zyklusleistung der Batterie verringert, sondern auch ein Sicherheitsrisiko für die Batterie darstellt. COMSOL Multiphysics kann verwendet werden, um das Problem des thermischen Durchgehens zu modellieren und zu analysieren, das durch einen Kurzschluss der Batterie verursacht wird.
4. Anwendung von COMSOLMultiphysics bei der Analyse der elektrochemischen Impedanzspektroskopie von Batterien
Die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ist eines der leistungsfähigsten Werkzeuge zur Untersuchung der elektrochemischen Prozesse, die an der Grenzfläche zwischen Elektrode und Elektrolyt ablaufen, und wird häufig verwendet, um die Interkalations- und Extraktionsprozesse von Lithium-Ionen in aktiven Materialien von chimären Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien zu untersuchen. Durch das Anlegen einer frequenzveränderlichen Potentialstörung an eine Batterieelektrode kann die Impedanzantwort Aufschluss über mehrere Batterieeigenschaften und -prozesse geben: Bei hohen Frequenzen beeinflussen Prozesse auf kürzeren Zeitskalen wie Kapazität, elektrochemische Reaktionen und lokale Widerstände die Impedanz. Andererseits wirkt sich bei niedrigen Frequenzen auch die Diffusion von Elektrolyten und aktiven Materialien auf die Impedanz aus. COMSOLM Multiphysics kann verwendet werden, um die EIS-Eigenschaften der chimären Elektrode zu analysieren und die Zuordnung der Zeitkonstante im EIS-Spektrum zu diskutieren, wobei der Schwerpunkt auf den relevanten kinetischen Parametern während des Insertions- und Extraktionsprozesses von Lithium-Ionen in den positiven und negativen aktiven Materialien liegt, wie z. B. Ladungsübertragungswiderstand, aktive Materialien Der elektronische Widerstand, Die Diffusion und der Widerstand der Lithium-Ionen-Diffusion und -Migration durch die SEI-Folie hängen vom Polarisationspotential und der Temperatur der Elektrode ab.
5. Anwendung von COMSOLMultiphysics bei der Analyse des Verhältnisses von Batterieelektrodenmaterialien
Um die Stabilität von Batterieelektrodenmaterialien zu verbessern, enthalten die positiven und negativen Elektroden in der Regel eine Vielzahl von Interkalationsmaterialien, insbesondere das positive Elektrodenmaterial, das in der Regel eine Mischung aus mehreren Materialien ist, wie z. B. Übergangsmetalloxide, Mehrschichtoxide und Olivin. Diese Materialien können unterschiedliche Designeigenschaften (z. B. Volumenanteil und Partikelgröße), thermodynamische Eigenschaften (z. B. Gleichgewichtsstelle und maximale Lithium-Ionen-Konzentration), Transporteigenschaften (z. B. Feststoffdiffusionskoeffizient) und kinetische Eigenschaften (z. B. Interkalationsreaktionsgeschwindigkeitskonstanten) aufweisen. ). Unterschiedliche Materialverhältnisse haben einen großen Einfluss auf die Gesamtleistung der Batterie. Wenn Experimente verwendet werden, um kontinuierlich das optimale Verhältnis zu finden, wird die Arbeitsbelastung groß und die Effizienz nicht hoch sein. Der Einsatz von COMSOL Multiphysics zur Analyse verschiedener Materialverhältnisse durch Batteriemodellierung kann den Arbeitsaufwand reduzieren, wodurch der Forschungsumfang experimenteller Parameter reduziert und Arbeitskräfte und Materialressourcen eingespart werden.
Zusammenfassen
Mit der rasanten Entwicklung von Wissenschaft und Technologie verlässt sich die Lithium-Ionen-Batterieforschung nicht mehr blind auf experimentelle Forschung. Stattdessen verwendet es zunächst Software, um die Batterie zu modellieren, prognostiziert verschiedene Aspekte der Batterieleistung durch elektrochemische Simulation und formuliert dann detaillierte experimentelle Methoden. eine experimentelle Überprüfung durchführen. Derzeit hat die neueste Version von COMSOL Multiphysics 5.4 ein batterieäquivalentes Schaltungsmodul und ein zusammengestückeltes Batteriemodul hinzugefügt, mit denen Benutzer ihre eigenen Modelle bequemer nach ihren Arbeitsanforderungen bauen können. Gleichzeitig verfügt es auch über ein mathematisches Modul, so dass Benutzer die mathematische Schnittstelle je nach Modellierungsanforderungen flexibel verwenden können, wenn die vorhandene physikalische Schnittstelle die Modellierungsanforderungen nicht erfüllen kann, um ein genaueres Modell zu erstellen. Wir glauben, dass mit der schrittweisen Optimierung der Simulationssoftware in Zukunft immer mehr Forscher Finite-Elemente-Simulationssoftware wie COMSOL Multiphysics verwenden werden, um Batteriemechanismen zu untersuchen. Bei der Veröffentlichung eines Artikels können Benutzer Softwareanalysedaten verwenden, um den Inhalt des Artikels anzureichern, den Gesamtinhalt des Artikels reichhaltig und schön zu machen und die Rahmenlogik klar zu machen, was Forschern hilft, den Artikel in hochrangigen Fachzeitschriften auf diesem Gebiet zu veröffentlichen und gleichzeitig den Impact-Faktor des Artikels zu verbessern.
Mit der Entwicklung der Simulationstechnik wurde die Simulationstechnik auf die Forschung und Entwicklung von immer mehr wissenschaftlichen Forschungsfeldern angewendet. Als ergänzendes Werkzeug für Experimente kann COMSOL Multiphysics:
(1) Simulieren Sie vor dem Experiment jede experimentelle Methode durch Batteriemodellierung, prognostizieren Sie die experimentellen Ergebnisse, schränken Sie den Parameterbereich ein und verbessern Sie die Arbeitseffizienz.
(2) Die Simulation der internen elektrochemischen Prozesse während des Batteriebetriebs hilft den Forschern, die internen Prozesse der Batterie zu untersuchen. Durch die Vereinfachung, Simulation und Analyse des Batteriemodells kann der Betriebszustand der Batterie effektiver verwaltet werden.
(3) In Kombination mit experimentellen Daten ist der Inhalt des Artikels überzeugend, vorhersehbar und neuartig und kann in High-End-Fachzeitschriften auf diesem Gebiet veröffentlicht werden.
Derzeit können die fünf Forschungs-Hotspots von Lithium-Ionen-Batterien, darunter Wärmemanagement, Polarisationsphänomene, SEI-Filmstabilität und Elektroden-Elektrolyt-Grenzflächenprobleme, alle durch COMSOL Multiphysics simuliert werden.
1. Anwendung von COMSOLMultiphysics im Batterie-Wärmemanagement
Mit der kontinuierlichen Modernisierung der Stromversorgungsgeräte haben die Batterien begonnen, sich allmählich in Richtung Größe und Modularisierung zu entwickeln. Das Problem der Wärmeerzeugung von Batterien ist immer stärker in den Vordergrund gerückt. Auch das Batterie-Thermomanagement ist zu einem der Schwerpunkte der aktuellen Forschung im Batteriebereich geworden. Während des Lade- und Entladevorgangs entsteht im Inneren der Batterie Wärme. Wenn es nicht rechtzeitig abgeführt wird, steigt die Temperatur an und überschreitet den normalen Betriebsbereich von Lithium-Ionen-Batterien: (sicherer Temperaturbereich), was sich auf die Arbeitsbedingungen der Batterie, die Zykluseffizienz, die Kapazität, die Leistung wie die Leistung auswirkt, wirkt sich wiederum auf die Zuverlässigkeit, Sicherheit und Lebensdauer des Geräts aus. Die Erstellung eines thermischen Modells von Lithium-Ionen-Batterien ist eine grundlegende Methode, um die Temperaturverteilung und -veränderungen von Lithium-Ionen-Batterien zu untersuchen. Durch die Untersuchung der thermischen Auswirkungen der Batterie kann die Batteriestruktur optimiert und die Sicherheitseigenschaften der Batterie verbessert werden. (Lithium-Ionen-Batterie-Ausrüstung)
COMSOL Multiphysics bietet ausreichend physikalische Schnittstellen, die den Anwendern helfen können, die thermischen Auswirkungen von Lithium-Ionen-Batterien zu untersuchen, indem sie die Lithium-Ionen-Batterieschnittstelle und die Wärmeübertragungsschnittstelle koppeln. Die Software verfügt über eine einfache und übersichtliche Oberfläche zum Festlegen von Randbedingungen, die den Benutzern den Einstieg erleichtert. Gleichzeitig verfügt er über eine übersichtliche visuelle Oberfläche, die intuitiv die Temperaturverteilung innerhalb der Lithium-Ionen-Batterie beobachten kann.
Bei gleicher Entladerate bei Konvektionswärmeableitung ist die Batterietemperatur umso niedriger, je höher der externe Wärmeübergangskoeffizient ist. Dies kann uns helfen, die Größe und Form des Heizkörpers auf der Grundlage des Wärmedurchgangskoeffizienten bei der Konstruktion des externen Heizkörpers zu entwerfen. Es zeigt sich auch, dass die Batterietemperatur umso höher ist, je höher die Entladerate ist. Der wichtige Grund dafür ist, dass es bei einer hohen Entladerate zu mehr Nebenreaktionen kommt, der Innenwiderstand der Batterie zunimmt und gleichzeitig die ohmsche Wärme und die Nebenreaktionswärme zunehmen, was zu einem offensichtlichen thermischen Effekt der Batterie führt. Dies erfordert eine kontinuierliche Optimierung der Batteriestruktur und der Verarbeitung von Batteriematerialien, um Batterieseitenreaktionen zu reduzieren. Es zeigt auch, dass die Verteilung der Elektrolytkonzentration unter adiabatischen Bedingungen flacher ist als unter isothermen Bedingungen, was darauf hindeutet, dass die Diffusionsleistung des Elektrolyten unter adiabatischen Bedingungen besser ist als unter isothermen Bedingungen, was neue Ideen und Erkenntnisse für die Untersuchung von Lithium-Ionen-Batterien liefert. Richtung.
2. Anwendung von COMSOLMultiphysics beim Verblassen der Batteriekapazität
In Lithium-Ionen-Batterien gibt es neben den Redoxreaktionen, die bei der Deinterkalation von Lithium-Ionen auftreten, auch eine Vielzahl von Nebenreaktionen, wie z. B. Elektrolytzersetzung, Wirkstoffauflösung und metallische Lithiumabscheidung. Nebenreaktionen und Abbauprozesse können zu verschiedenen unerwünschten Effekten führen, die irreversibel sind und zu einem Verlust der Batteriekapazität führen können. In der Regel altern Batterien aufgrund mehrerer komplexer Phänomene und Reaktionen, die gleichzeitig an verschiedenen Orten auftreten. Während des Lastzyklus befindet sich die Batterie in unterschiedlichen Stadien und ihr Degradationsgrad ist je nach Potenzial, lokaler Konzentration, Temperatur und Stromfluss unterschiedlich. Richtung. Unterschiedliche Batteriematerialien haben unterschiedliche Alterungsstufen, und die Kombination verschiedener Materialien (z. B. der Kreuzeffekt von Elektrodenmaterialien) kann die Alterung weiter beschleunigen. COMSOLM Multiphysics kann Forschern dabei helfen, Batteriealterungsmodelle zu erstellen und quantitative Analysen verschiedener Faktoren durchzuführen, die zur Batteriealterung führen. Es kann die Ursachen der Batteriealterung klar verstehen, Forschungsziele festlegen und sich auf die Überwindung wichtiger Probleme konzentrieren, um die Effizienz der wissenschaftlichen Forschung zu verbessern und den Entwicklungsprozess von Batterien zu beschleunigen.
Aus dem Modell in der obigen Abbildung ist ersichtlich, dass die Batteriekapazität mit zunehmender Anzahl der Zyklen von Lithium-Ionen-Batterien und steigender Entladerate allmählich abnimmt. Insbesondere wenn die Entladerate 1C überschreitet, nimmt die Entladekapazität deutlich ab. Bei 4 °C, bevor die Batteriespannung 3 V erreicht, hat die Batterie nur etwa 50 % ihrer theoretischen Kapazität. Eine Vielzahl von Studien hat bewiesen, dass die allmähliche Verdickung des SEI-Films durch Batterieseitenreaktionen ein wichtiger Grund für die Dämpfung der Batteriekapazität ist. Daher können wir COMSOL Multiphysic auch verwenden, um die Beziehung zwischen SEI-Filmänderungen mit der Zeit zu untersuchen, den SEI-Filmbildungsmechanismus zu untersuchen und die Stabilität des SEI-Films zu verbessern. Reduzieren Sie die Impedanz der negativen Elektroden/Elektrolyt-Schnittstelle.
3. Anwendung von COMSOLMultiphysics bei der Analyse von Batteriekurzschlüssen
Während des Ladevorgangs bildet die Batterie Lithium-Dendriten und durchdringt den Batterieseparator, was zu einem internen Kurzschluss der Batterie führt, oder wird von einer externen Maschinerie durchstochen, was zu einem Kurzschluss der Batterie führt. Längere interne Kurzschlüsse können zu einer Selbstentladung der Batterie und einem lokalen Temperaturanstieg führen. Wenn die Temperatur einen bestimmten Wert überschreitet, kann sich der Elektrolyt aufgrund thermischer Reaktionen zersetzen, was zu einem thermischen Durchgehen führt, was nicht nur die Zyklusleistung der Batterie verringert, sondern auch ein Sicherheitsrisiko für die Batterie darstellt. COMSOL Multiphysics kann verwendet werden, um das Problem des thermischen Durchgehens zu modellieren und zu analysieren, das durch einen Kurzschluss der Batterie verursacht wird.
4. Anwendung von COMSOLMultiphysics bei der Analyse der elektrochemischen Impedanzspektroskopie von Batterien
Die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ist eines der leistungsfähigsten Werkzeuge zur Untersuchung der elektrochemischen Prozesse, die an der Grenzfläche zwischen Elektrode und Elektrolyt ablaufen, und wird häufig verwendet, um die Interkalations- und Extraktionsprozesse von Lithium-Ionen in aktiven Materialien von chimären Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien zu untersuchen. Durch das Anlegen einer frequenzveränderlichen Potentialstörung an eine Batterieelektrode kann die Impedanzantwort Aufschluss über mehrere Batterieeigenschaften und -prozesse geben: Bei hohen Frequenzen beeinflussen Prozesse auf kürzeren Zeitskalen wie Kapazität, elektrochemische Reaktionen und lokale Widerstände die Impedanz. Andererseits wirkt sich bei niedrigen Frequenzen auch die Diffusion von Elektrolyten und aktiven Materialien auf die Impedanz aus. COMSOLM Multiphysics kann verwendet werden, um die EIS-Eigenschaften der chimären Elektrode zu analysieren und die Zuordnung der Zeitkonstante im EIS-Spektrum zu diskutieren, wobei der Schwerpunkt auf den relevanten kinetischen Parametern während des Insertions- und Extraktionsprozesses von Lithium-Ionen in den positiven und negativen aktiven Materialien liegt, wie z. B. Ladungsübertragungswiderstand, aktive Materialien Der elektronische Widerstand, Die Diffusion und der Widerstand der Lithium-Ionen-Diffusion und -Migration durch die SEI-Folie hängen vom Polarisationspotential und der Temperatur der Elektrode ab.
5. Anwendung von COMSOLMultiphysics bei der Analyse des Verhältnisses von Batterieelektrodenmaterialien
Um die Stabilität von Batterieelektrodenmaterialien zu verbessern, enthalten die positiven und negativen Elektroden in der Regel eine Vielzahl von Interkalationsmaterialien, insbesondere das positive Elektrodenmaterial, das in der Regel eine Mischung aus mehreren Materialien ist, wie z. B. Übergangsmetalloxide, Mehrschichtoxide und Olivin. Diese Materialien können unterschiedliche Designeigenschaften (z. B. Volumenanteil und Partikelgröße), thermodynamische Eigenschaften (z. B. Gleichgewichtsstelle und maximale Lithium-Ionen-Konzentration), Transporteigenschaften (z. B. Feststoffdiffusionskoeffizient) und kinetische Eigenschaften (z. B. Interkalationsreaktionsgeschwindigkeitskonstanten) aufweisen. ). Unterschiedliche Materialverhältnisse haben einen großen Einfluss auf die Gesamtleistung der Batterie. Wenn Experimente verwendet werden, um kontinuierlich das optimale Verhältnis zu finden, wird die Arbeitsbelastung groß und die Effizienz nicht hoch sein. Der Einsatz von COMSOL Multiphysics zur Analyse verschiedener Materialverhältnisse durch Batteriemodellierung kann den Arbeitsaufwand reduzieren, wodurch der Forschungsumfang experimenteller Parameter reduziert und Arbeitskräfte und Materialressourcen eingespart werden.
Zusammenfassen
Mit der rasanten Entwicklung von Wissenschaft und Technologie verlässt sich die Lithium-Ionen-Batterieforschung nicht mehr blind auf experimentelle Forschung. Stattdessen verwendet es zunächst Software, um die Batterie zu modellieren, prognostiziert verschiedene Aspekte der Batterieleistung durch elektrochemische Simulation und formuliert dann detaillierte experimentelle Methoden. eine experimentelle Überprüfung durchführen. Derzeit hat die neueste Version von COMSOL Multiphysics 5.4 ein batterieäquivalentes Schaltungsmodul und ein zusammengestückeltes Batteriemodul hinzugefügt, mit denen Benutzer ihre eigenen Modelle bequemer nach ihren Arbeitsanforderungen bauen können. Gleichzeitig verfügt es auch über ein mathematisches Modul, so dass Benutzer die mathematische Schnittstelle je nach Modellierungsanforderungen flexibel verwenden können, wenn die vorhandene physikalische Schnittstelle die Modellierungsanforderungen nicht erfüllen kann, um ein genaueres Modell zu erstellen. Wir glauben, dass mit der schrittweisen Optimierung der Simulationssoftware in Zukunft immer mehr Forscher Finite-Elemente-Simulationssoftware wie COMSOL Multiphysics verwenden werden, um Batteriemechanismen zu untersuchen. Bei der Veröffentlichung eines Artikels können Benutzer Softwareanalysedaten verwenden, um den Inhalt des Artikels anzureichern, den Gesamtinhalt des Artikels reichhaltig und schön zu machen und die Rahmenlogik klar zu machen, was Forschern hilft, den Artikel in hochrangigen Fachzeitschriften auf diesem Gebiet zu veröffentlichen und gleichzeitig den Impact-Faktor des Artikels zu verbessern.
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