锂离子电池电解质多物理场简化模型

实时预测电解质状态

基于Nernst-Planck方程开发了一个兼顾精度与实时性的简化模型，可在全工况下解析电解质内的浓度场、电场和过电位分布，为电池设计与安全监测提供依据。

Yu, Hanqing · Kaiyi, Yang · Zhang, Lisheng · Wentao, Wang · Zhang, Zhengjie · Li, Shen · Chen, Siyan · 杨世春 · 李俊夫 · 刘新华

Journal of Energy Storage 2023

技术优势

实时可得

基于简化假设建立模型，计算量小，可实时计算电解质状态。

覆盖全工况

在电极内部均匀假设下，推导了全工况下瞬态过程的数值解。

双重验证

模型精度通过恒流端电压实验和精确有限体积法验证。

应用场景

• 电池管理系统：集成到BMS中实时监测电解质过电位与电场，提前预警安全隐患。
• 电池状态估计：提供全工况下电解质浓度与电位分布，辅助精确估计电池状态。
• 锂电池仿真：作为快速仿真内核嵌入电池模拟平台，替代高成本有限元法。
• 电化学测量：通过端电压数据反演电解质内部电场和浓度，扩展测量手段。