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锂离子动力电池高倍率充放电过程中弛豫行为的仿真

汤依伟 艾亮 程昀 王安安 李书国 贾明

锂离子动力电池高倍率充放电过程中弛豫行为的仿真

汤依伟, 艾亮, 程昀, 王安安, 李书国, 贾明
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  • 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.
      通信作者: 贾明, csulightmetals11@163.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51204211, 51222403)、中南大学基础研究基金(批准号: 2014zzts029)和工信部工业转型升级强基工程专项(批准号: 0714-EMTC02-5271/6)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-10-12
  • 修回日期:  2015-12-08
  • 刊出日期:  2016-03-05

锂离子动力电池高倍率充放电过程中弛豫行为的仿真

  • 1. 中南大学冶金与环境学院, 长沙 410083;
  • 2. 湖南艾华集团股份有限公司, 益阳 413002
  • 通信作者: 贾明, csulightmetals11@163.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51204211, 51222403)、中南大学基础研究基金(批准号: 2014zzts029)和工信部工业转型升级强基工程专项(批准号: 0714-EMTC02-5271/6)资助的课题.

摘要: 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.

English Abstract

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