1D-Lithium-Ionen-Akku-Modell für das Tutorial Kapazitätsabfall
Application ID: 12667
Nebenreaktionen und Degradationsprozesse können zu einer Reihe von unerwünschten Effekten führen, die einen Kapazitätsverlust in Lithium-Ionen-Akkus verursachen. Typischerweise erfolgt die Alterung aufgrund mehrerer komplexer Phänomene und Reaktionen, die gleichzeitig an verschiedenen Stellen im Akku auftreten, und die Degradationsrate variiert zwischen bestimmten Stufen während eines Ladezyklus, je nach Potenzial, lokaler Konzentration, Temperatur und Stromrichtung. Verschiedene Zellmaterialien altern unterschiedlich, und die Kombination verschiedener Materialien kann zu einer weiteren Beschleunigung der Alterung führen, zum Beispiel aufgrund von "Crosstalk"-Elektrodenmaterialien.
Dieses Tutorial zeigt, wie man die Alterung der negativen Graphitelektrode in einem Lithium-Ionen-Akku modelliert, bei der eine parasitäre Reaktion, die eine Festkörper-Elektrolyt-Grenzfläche (Solid-Electrolyte Interface, SEI) bildet, zu einem irreversiblen Verlust an zyklusfähigem Lithium führt. Das Modell berücksichtigt auch die Auswirkung zunehmender Potenzialverluste aufgrund des Widerstands des wachsenden SEI-Films auf den Elektrodenpartikeln sowie die Auswirkung eines verringerten Elektrolytvolumenanteils auf den Ladungstransport im Elektrolyten.
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.