Coupled Electrochemical-Thermal-Mechanical Modeling and Simulation of Lithium-Ion Batteries

多物理 锂(药物) 材料科学 多尺度建模 电化学 联轴节(管道) 锂离子电池 压力(语言学) 热的 代表性基本卷 离子 有限元法 电池(电) 机械 电极 复合材料 热力学 化学 物理 计算化学 物理化学 微观结构 医学 功率(物理) 语言学 哲学 量子力学 内分泌学
作者
Pengfei Luo,Peichao Li,Dezheng Ma,Keyong Wang,Hengyun Zhang
出处
期刊:Journal of The Electrochemical Society [Institute of Physics]
卷期号:169 (10): 100535-100535 被引量:21
标识
DOI:10.1149/1945-7111/ac9a04
摘要

In this paper, a generalized pseudo three-dimensional (P3D) electrochemical-thermal-mechanical coupling (ETM) model is proposed to describe the multiphysics coupling behavior during the discharge of lithium-ion battery (LIB). The proposed model is established and simulated by using COMSOL Multiphysics. In particular, the influence of external loads on the LIB is investigated via the stress field where the particle scale is coupled with the representative volume element (RVE) scale. Moreover, dynamic parameters dependent on the temperature and the lithium concentration are introduced to enable the proposed model more physically realistic. We validate the model by comparing the numerical results with experimental data available in the literature. In addition, we find that the lithium concentration gradient is reduced by the stress effect inside the active particles. Then, we show the distributions of stress and lithium concentration in the electrodes during the discharge process. Finally, the effect of external loads on the electrochemical process is investigated. It indicates that the electrochemical reaction is promoted. The results are of benefit to obtain an in-depth understanding of the stress mechanism, the lithium transport mechanism, and the synergistic mechanism among the multiphysics fields during the operation of LIBs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
虫虫完成签到,获得积分10
1秒前
端庄手套发布了新的文献求助10
2秒前
失眠的若南完成签到,获得积分20
2秒前
honey发布了新的文献求助10
4秒前
积木发布了新的文献求助10
4秒前
stt1011发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
霜降发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
小余同学发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
遗忘发布了新的文献求助10
9秒前
情怀应助老迟到的可兰采纳,获得10
9秒前
明理的小甜瓜完成签到,获得积分10
10秒前
樱满集发布了新的文献求助10
11秒前
不爱读书的完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
才下眉头发布了新的文献求助10
14秒前
小蘑菇应助南北采纳,获得10
15秒前
ZZ发布了新的文献求助30
15秒前
t通应助小余同学采纳,获得10
17秒前
伍六七发布了新的文献求助10
18秒前
汉堡包应助Archer采纳,获得10
19秒前
zy完成签到,获得积分10
19秒前
伏地魔完成签到,获得积分10
19秒前
大个应助小梁采纳,获得10
20秒前
Light完成签到,获得积分20
20秒前
文瑄完成签到 ,获得积分0
20秒前
樱满集完成签到,获得积分20
21秒前
舒服的微笑完成签到,获得积分10
23秒前
所所应助笑点低采纳,获得10
24秒前
小二郎应助既白采纳,获得10
25秒前
25秒前
26秒前
27秒前
LEMONS完成签到 ,获得积分10
27秒前
Lucas应助飘逸的吐司采纳,获得10
27秒前
欢呼平蓝给欢呼平蓝的求助进行了留言
28秒前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
中华人民共和国出版史料 6 1954年 500
Izeltabart tapatansine - AdisInsight 500
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3814123
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3358369
关于积分的说明 10394045
捐赠科研通 3075673
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1689451
邀请新用户注册赠送积分活动 812897
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 767404