文献类型：期刊文章

作　　者：张凯[1] 汤依伟[1] 邹忠[1] 程昀[1] 宋文锋[1,2] 贾明[1,2] 卢海[1,2] 张治安[1,2]

机构地区：[1]中南大学冶金科学与工程学院,长沙410083 [2]中南大学深圳研究院深圳高性能电池材料与器件工程研究中心,深圳518057

出　　处：《中国有色金属学报》

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51204211);中国博士后科学基金资助项目(2012M521543);高等学校博士学科点专项科研基金资助(20120162120089)

年　　份：2013

卷　　号：23

期　　号：8

起止页码：2235-2242

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2011、CAS、CSA-PROQEUST、CSCD、CSCD2013_2014、EI、IC、INSPEC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：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%。

关 键 词：数值仿真 电化学模型  固相扩散  液相扩散 锂离子电池

分 类 号：O646]