Physics-Driven Modeling of Sodium-Ion Batteries Incorporating Synergistic Adsorption-Insertion Dynamics

离子 动力学(音乐) 吸附 材料科学 化学物理 物理 纳米技术 化学 物理化学 有机化学 冶金 声学
作者
Kang Fu,Xueyan Li,Kai Sun,Haosong Yang,Lili Gong,Di Hu,Tao Li,Peng Tan
出处
期刊:Journal of The Electrochemical Society [Institute of Physics]
卷期号:172 (6): 060502-060502 被引量:2
标识
DOI:10.1149/1945-7111/addd51
摘要

With the accelerated commercialization of sodium-ion batteries (SIBs), the development of accurate physical models has become crucial for optimizing design and supporting commercial development. Traditional SIB modeling often simplifies complex physical processes, failing to accurately capture the battery internal reactions due to the neglect of the adsorption-desorption mechanism in hard carbon (HC). This study introduces a comprehensive Na + storage model based on a full physical understanding, integrating both the adsorption-desorption (Langmuir kinetics and modified Butler-Volmer equation) and insertion-extraction (Fick diffusion and Butler-Volmer equation) mechanisms for the first time. This dual-mechanism model enables a more precise description of the sodium storage behavior in HC. Validation results show that the model’s discharge capacity error is less than 3%, significantly outperforming the single-mechanism model (errors up to 12%). Based on this model, the influence of key parameters in HC electrode design can be accurately analyzed. Moreover, by decoupling the desorption and extraction processes, it is found that adsorption-desorption behavior exhibits faster charge migration characteristics, which will gradually dominate the electrode reaction at high rates or with larger particle sizes. This work not only establishes a full-physics model for SIBs but also provides a reliable simulation tool for battery performance prediction and parameter optimization.
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
刚刚
刚刚
清平道人应助六六采纳,获得30
1秒前
yemu3zhi应助六六采纳,获得10
1秒前
橘子海完成签到 ,获得积分10
1秒前
张豪完成签到,获得积分10
1秒前
www完成签到,获得积分10
1秒前
溜溜蛋完成签到,获得积分10
2秒前
AmyHu发布了新的文献求助30
3秒前
激动的55完成签到 ,获得积分10
3秒前
坚强的靖柏完成签到,获得积分10
3秒前
牛马完成签到,获得积分10
4秒前
书霂完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
Loretta完成签到 ,获得积分10
6秒前
li发布了新的文献求助10
6秒前
阳光的天与完成签到,获得积分10
6秒前
小花生发布了新的文献求助10
6秒前
HelloJoey发布了新的文献求助10
7秒前
ha完成签到 ,获得积分10
7秒前
ZX612完成签到,获得积分10
7秒前
ao完成签到,获得积分10
7秒前
ANK完成签到,获得积分10
7秒前
wanmiao12完成签到,获得积分10
8秒前
执着牛青完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
zxy完成签到,获得积分10
9秒前
陆仓颉发布了新的文献求助10
10秒前
大壮完成签到,获得积分10
10秒前
牛八先生完成签到,获得积分10
11秒前
流光完成签到,获得积分20
11秒前
奥本海公完成签到,获得积分20
11秒前
幽一完成签到,获得积分10
11秒前
浩天完成签到,获得积分10
11秒前
李li完成签到,获得积分10
12秒前
满意外套完成签到,获得积分0
12秒前
cyr完成签到,获得积分10
13秒前
Queena完成签到,获得积分10
13秒前
如意的慕灵完成签到 ,获得积分10
13秒前
KKwang完成签到 ,获得积分10
14秒前
高分求助中
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Petrology and Plate Tectonics,2025 500
Optical Coating Design with the Essential Macleod 400
A revision of Limenitis helmanni and its related species (Nymphalidae) from Central and South China 400
Moore's Clinically Oriented Anatomy 10th Edition 400
Direct and Iterative Linear System Solvers 400
Cardiopulmonary Bypass and Mechanical Support: Principles and Practice, Fifth Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6783309
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8505490
关于积分的说明 18113604
捐赠科研通 6087477
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3019267
邀请新用户注册赠送积分活动 1996218
关于科研通互助平台的介绍 1981616