
联系人: 北京科技大学
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所属领域
新能源汽车、动力电池、电池仿真、多孔电极、电池智能设计
成果介绍
与实验试错法不同, 基于电极构效关系模型(电极结构与性能关系) 的正向 设计方法具有提高设计效率、降低制样与测试成本、可击中全局最优设计三大显 著优势,正逐渐应用于我国与欧洲多家主流电池企业,受到产业界广泛关注。
应用介绍
本软件适用于电芯生产企业、整车企业、储能系统企业、消费电子与家电企 业等。
技术优势
锂离子电池正向设计方法的理论基础是锂离子电池的多孔电极模型。现有欧 美知识产权通用仿真软件中的电池模型多采用美国某教授准二维模型。
由于准二维模型在电极多孔结构上采用了关键的体积平均假设, 其在电极设 计上的应用受到显著局限:
(1) 误差较高:在致密型多孔电极、大倍率放电等条件下模型对于实际放 电容量的估计误差可高达 100 %;
(2) 对真实电极非理想特征的描述力低:如非等大粒径、导电剂分层、团 聚结构、非均匀孔隙率以及其他电极新设计新工艺等;
(3) 难以准确定位设计瓶颈: 锂离子浓度的分相模拟失准, 从而可能错判 设计方案的速控步骤、造成设计改进方向发生错误;
(4) 假定了大量等效参数,如曲折系数、等效传质系数等, 此类参数不是 固相或液相材料的本征参数, 其实验测定存在困难, 多依靠经验公式进行等效计 算。
本软件中采用与 P2D 准二维模型不同的、具有趋真微观多孔几何结构的非均 相模型,具有以下突出优势:
(1) 误差显著减少,用于电池设计的可信度得到提高;
(2) 可较为保真地表征电极多孔真实结构及其工艺特点,从而具有指导设 计与工艺的双重作用;
(3) 模型具有完整的国产化自主知识产权。
合作方式
电芯生产、电动汽车、储能电站等领域的战略合作伙伴, 进行现有软件的深 入开发, 实现从数理方程到成熟产品的落地, 助推我国动力电池产品设计技术快 速发展。
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