3D Electrochemical and Thermal Analysis of a Prismatic Lithium Battery
Application ID: 124881
Prismatic lithium cells are widely used in electric vehicles and battery energy storage systems.
This example demonstrates the use of the Lithium-Ion Battery interface for a full 3D prismatic battery equipped with two jelly rolls. The model defines a full so-called Newman model but also includes a local thermal balance that takes into account heat sources from the irreversible activation losses and ohmic losses (Joule heating), as well as reversible losses due to reversible entropy changes.
Compared to the pseudo-2D models, the 3D model is able to resolve:
- Nonuniformities in local current density and state of charge in the cell along the length of the jelly roll, especially during high-rate charging and discharging cycles
- Geometrical effects introduced by the position of the tabs and overhangs of parts of the jelly roll
- Full spatial coupling between the electrochemistry and the heat transfer equations, i.e. without spatial average approximations
- The extra dimension for the intercalation equations inside the particles at every point in the electrodes (x, y, z), thereby making this a pseudo-4D model (3D plus the extra dimensions of the particles' radius)
Dieses Beispiel veranschaulicht Anwendungen diesen Typs, die mit den folgenden Produkten erstellt wurden:
Allerdings können zusätzliche Produkte erforderlich sein, um es vollständig zu definieren und zu modellieren. Weiterhin kann dieses Beispiel auch mit Komponenten aus den folgenden Produktkombinationen definiert und modelliert werden:
Die Kombination von COMSOL® Produkten, die für die Modellierung Ihrer Anwendung erforderlich ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab und kann Randbedingungen, Materialeigenschaften, Physik-Interfaces und Bauteilbibliotheken umfassen. Bestimmte Funktionen können von mehreren Produkten gemeinsam genutzt werden. Um die richtige Produktkombination für Ihre Modellierungsanforderungen zu ermitteln, lesen Sie die Spezifikationstabelle und nutzen Sie eine kostenlose Evaluierungslizenz. Die COMSOL Vertriebs- und Support-Teams stehen Ihnen für alle Fragen zur Verfügung, die Sie diesbezüglich haben.