锂离子电池大电流放电过程模拟研究

Abstract

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