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国家自然科学基金(51204211)

作品数:10 被引量:71H指数:5
相关作者:贾明程昀汤依伟张凯李劼更多>>
相关机构:中南大学湖南艾华集团股份有限公司更多>>
发文基金:国家自然科学基金中国博士后科学基金国家教育部博士点基金更多>>
相关领域:电气工程理学更多>>

文献类型

  • 10篇中文期刊文章

领域

  • 8篇电气工程
  • 2篇理学

主题

  • 9篇电池
  • 8篇锂离子
  • 6篇锂离子电池
  • 6篇离子电池
  • 5篇离子
  • 4篇动力电池
  • 3篇锂离子动力电...
  • 3篇仿真
  • 2篇动力锂离子电...
  • 2篇液相扩散
  • 2篇温度分布
  • 2篇放电
  • 2篇放电过程
  • 1篇电池模块
  • 1篇电化学
  • 1篇电极
  • 1篇电解液
  • 1篇电热
  • 1篇动态参数
  • 1篇多尺度

机构

  • 9篇中南大学
  • 3篇湖南艾华集团...

作者

  • 9篇贾明
  • 7篇程昀
  • 5篇汤依伟
  • 4篇张凯
  • 3篇李劼
  • 3篇杜双龙
  • 3篇张治安
  • 3篇赖延清
  • 2篇刘业翔
  • 2篇卢海
  • 2篇张红亮
  • 2篇宋文锋
  • 2篇李书国
  • 1篇邹忠
  • 1篇任春燕
  • 1篇彭波
  • 1篇蒋跃辉

传媒

  • 4篇物理学报
  • 3篇中国有色金属...
  • 1篇化学学报
  • 1篇电池
  • 1篇Journa...

年份

  • 1篇2017
  • 1篇2016
  • 2篇2015
  • 3篇2014
  • 3篇2013
10 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
基于电化学与热能的耦合关系演算聚合物锂离子动力电池的温度状态及分布被引量:13
2013年
基于电化学-热耦合模型研究聚合物锂离子动力电池放电过程热行为,分析了放电倍率、冷却条件对电池放电过程的温度变化及分布的影响规律.结果表明:3C放电时,模型计算结果与实测结果的平均偏差为0.57K,方差为0.15,说明模型准确度较高.电芯的平均生热率在整个放电过程中呈现出增加的趋势,初期和末期增长较快.大倍率放电时,与电流密度的平方呈正比的不可逆热所占的比重较大,小倍率放电时,电化学反应可逆热占主导.改善冷却条件能降低电池放电过程的平均温度,对流传热过程的表面传热系数为5W/(m2·K),1C,3C,5C放电结束时,电芯的平均温升为分别为6.46K,17.67K,27.53K,当对流传热过程的表面传热系数增加至25W/(m2·K)时,温升比自然对流条件下相同倍率放电时的温度分别降低了2.91K,4.68K,5.62K,但电芯温度分布的不一致性也会加剧.
汤依伟贾明程昀张凯张红亮李劼
关键词:电化学锂离子动力电池温度分布
锂离子电池多尺度数值模型的应用现状及发展前景被引量:12
2015年
锂离子电池是一种较为复杂的电化学系统,其涵盖质量传递、电荷传递、热量传递以及多种电化学反应等物理化学过程.其不仅物理尺度跨越大,从微观活性颗粒、极片、电芯跨越到电池模组,还面临着成组配对以及均衡性的问题,这些问题加剧了电池设计和性能综合评估的难度.通过计算机数值仿真技术,建立数学模型,全面和系统地捕捉电池工作过程各物理场的相互作用机理,分析其演化规律,能够为优化电池系统设计提供理论支撑.本文对锂离子电池的数值模型研究进展和发展趋势进行了综述.同时对主要理论模型进行了分类整理,总结了它们的特点、适用范围和局限性,指出了将来进一步研究的方向和难点所在,这些对锂离子电池多尺度数值模型的理论研究和工程应用都具有指导性的意义.
程昀李劼贾明汤依伟杜双龙艾立华殷宝华艾亮
关键词:锂离子电池
动力锂离子电池模块散热结构仿真研究被引量:19
2015年
针对目前动力锂离子电池模块散热困难的问题,以12串10 A·h磷酸铁锂动力电池为研究对象,基于COMSOL MULTIPHYSICS平台建立其三维热仿真模型,并应用红外成像技术进行验证;定量分析不同工况下空气强制对流冷却和冷却板冷却对电池模块散热性能的影响。结果表明:空气强制对流冷却降低电池温度的能力有限,且造成电池模块温度均匀性变差。对流换热系数从5 W/(m2·K)变化至100 W/(m2·K)进行5C放电时,电池模块中心温度仅降低0.2 K,电池温差达到10 K;冷却板冷却具有平衡电池模块温度场的作用,其降温效果和温度均匀性均优于空气冷却时的。5C放电时,电池模块最高温度为318.91 K,最低温度为317.19 K;空气强制对流冷却时,增加冷却板厚度和外部散热翅片的数量都能够降低电池模块温度和均匀性,但在自然冷却条件下该变化不明显。
程昀李劼贾明汤依伟宋文锋张治安张凯
关键词:散热结构仿真
基于动态参数响应模型的动力锂离子电池循环容量衰减研究被引量:5
2017年
结合锂离子电池容量衰减主要机制,建立了基于动态参数响应的电化学热耦合模型,研究磷酸铁锂电池循环寿命及电池内部的电化学行为.模型采用恒流恒压充放电制度对电池进行循环充放电仿真计算.结果显示:800次循环后,电池容量衰减率约为6.35%,电池内部固体电解质界面膜阻抗增大了15.6 m?·m^(-2).分别探讨了充放电倍率、负极活性物质颗粒粒径、负极固相体积分数对电池循环寿命的影响.研究表明:400次循环后,相较于1C(C表示充放电倍率)倍率下的容量衰减率3.31%,2C,3C,4C容量衰减率分别达到3.93%,4.69%和5.04%;负极活性颗粒粒径为2和10μm时对应容量衰减率分别为2.89%,3.87%,差值接近1%;固相体积分数在[0.5,0.6]区间内能保持最好的电池循环稳定性和寿命发挥.
蒋跃辉艾亮贾明程昀杜双龙李书国
关键词:体积分数
圆柱锂离子动力电池电热特性仿真被引量:18
2014年
基于COMSOL MULTIPHYSICS平台建立三维热仿真模型,定量分析不同工作电流条件下的温度分布。结果表明:单体及模块最高温度集中在中心区域,温度呈辐射状由内向外逐渐降低。在换热系数20 W/(m2·K)作用下,低于8C倍率放电可使单体电池工作在正常温度范围,而使三并五串电池模块最高温度在正常范围,放电电流应低于5C;在5C倍率下放电结束后,荷电状态(SOC)为0模块中心电池最高温度达到322.88 K,比同倍率绝热条件下单体最高温度仅低2.81 K。
杜双龙赖延清贾明程昀张红亮张凯刘业翔
关键词:锂离子电池热模型温度分布
苯甲醚及其溴取代物用作锂离子电池防过充添加剂的研究被引量:1
2013年
选择苯甲醚、2-溴苯甲醚、3-溴苯甲醚作为锂离子电池有机电解液的防过充添加剂.采用循环伏安测试、恒流充放电测试、电化学阻抗分析、扫描电镜分析等手段,研究三种添加剂的防过充作用效果,以及对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(NCM)正极性能的影响.结果表明:三种添加剂均具有合适的氧化电位和良好的氧化还原特性,能够提高锂离子电池的防过充性能.其中2-溴苯甲醚的防过充作用效果最优,电池经0.1 C充电长达近50 h后才达到5 V截止电压,且可承受过充的次数相对最多,但该添加剂对NCM正极的循环性能影响较大;苯甲醚的防过充效果仅次于2-溴苯甲醚,NCM正极在添加有苯甲醚的电解液中循环性能良好,0.2 C充放电循环80次后容量仍能保持93.8%左右.含上述三种添加剂的电池经过充后,均会有一部分氧化还原产物吸附在NCM正极表面,增加电池的整体阻抗,其中含2-溴苯甲醚的电池表现最为明显.
张治安彭波卢海任春燕贾明赖延清
关键词:锂离子电池电解液苯甲醚
锂离子电池LiMn2O4/石墨电极放电过程中扩散极化的仿真被引量:11
2013年
针对扩散极化及其影响因素,以LiMn2O4/石墨锂离子电池为研究对象,基于一维电化学模型开展了其放电过程中扩散极化的数值仿真研究。结果表明:在放电过程中,正负电极均存在固、液相扩散极化,且随着放电过程的深入,固、液相扩散极化均在增大。电极活性物质颗粒粒径对固相扩散过程影响显著,减小活性物质颗粒粒径能有效地降低固相扩散极化。当正、负极活性物质颗粒粒径分别由10和12μm减小到5和6μm,在1C放电1 800 s时,颗粒表面和中心的锂离子浓度差分别降低至原来的25.35%和25.07%;当正、负极活性物质颗粒分别由10和12μm增加至20和24μm时,颗粒表面和中心的锂离子浓度差分别增加至原来的391.66%和266.96%。电极厚度是影响液相扩散极化的一个主要因素,厚度的减小能够缩短液相扩散的路径,从而减小电极的液相扩散极化。当正、负极电极厚度分别由90和60μm增加至112.5和75μm,在1C放电1 800 s时,厚度方向的最大锂离子浓度差与平均浓度的比值相应地由14.05%和1.71%增加至19.54%和2.61%;当正、负极厚度分别由90和60μm减小至67.5和45μm时,厚度方向的最大锂离子浓度差与平均浓度的比值分别由14.05%和1.71%减小至8.72%和0.98%。
张凯汤依伟邹忠程昀宋文锋贾明卢海张治安
关键词:数值仿真液相扩散锂离子电池
美国电动车动力电池的研发近况被引量:3
2014年
介绍美国电动车动力电池研发近况,简介了美国发展动力电池的背景,集中讨论了美国发展动力电池的现状,包括研制单位、目前电动车所用电池及电池生产企业等情况。介绍了美国目前正在开发的若干新型电池和电池材料。
贾明赖延清刘业翔
关键词:能源危机动力电池
锂离子动力电池高倍率充放电过程中弛豫行为的仿真被引量:4
2016年
基于电化学热耦合模型研究了动力锂离子电池高倍率充放电过程中的弛豫行为,分析对比了不同充放电机制对电池弛豫行为的影响.研究发现:充放电过程中,欧姆极化是造成电压骤变的主要原因;而恒流-恒压的充电模式能够缓慢消除欧姆极化,避免电池电压的骤变;利用恒流恒压对电池进行充电能够充进更多的电量,有利于电池性能的完全发挥;固相锂离子浓度的弛豫时间比液相锂离子浓度的弛豫时间长,并且在放电后期,固相扩散的特征时间与液相扩散特征时间的比值不断增大,固相扩散造成的极化在整个放电过程不可忽略.
汤依伟艾亮程昀王安安李书国贾明
关键词:弛豫液相扩散
Pre-dispersed carbon black as conductive agent for LiFePO_4 cathodes
2014年
High dispersed carbon black was applied for LiFePO4 cathodes as conductive agent.Nano-conductive carbon agent was pre-dispersed with poly acrylic acid(PAA) as dispersant in organic N-methyl-pyrrolidone(NMP) solvent system.The dispersion property of nano-conductive carbon agent was evaluated using particle size distribution measurements,scanning electron microscopy(SEM) and transmission electron microscope(TEM).LiFePO4 cathode with as-received nano-conductive carbon agent(SP) and LiFePO4 cathode with pre-dispersed nano-conductive carbon agent(SP-PAA) were examined by scanning electron microscopy(SEM),cyclic voltammetry(CV),electrochemical impendence spectroscopy(EIS) and charge/discharge cycling performance.Results show that the dispersion property of carbon black is improved by using PAA as the dispersant.The LiFePO4 cathodes with SP-PAA exhibit improved rate behaviors(4C,135.1 mAh/g) and cycle performance(95%,200 cycles) compared to LiFePO4 cathodes with SP(4C,103.9 mAh/g and 83%,200 cycles).Because pre-dispersed carbon black(SP-PAA) is dispersed homogeneously in the dried composite electrode to form a more uniform conductive network between the active material particles,electrochemical performances of the LiFePO4 cathodes are improved.
张治安屈长明贾明赖延清李劼
关键词:N-甲基吡咯烷酮透射电子显微镜LIFEPO4
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