مدل سازی باتری های لیتیوم یونی برای تضمین کیفیت و ایمنی

وقتی صحبت از باتری‌های لیتیوم یونی به میان می‌آید، کیفیت و ایمنی در اولویت قرار دارند. ارزیاب 20000 باتری در سال، Intertek Semko AB شاید بهتر از هر کس دیگری این را درک کند.

Intertek Semko باتری ها و سلول های سوختی را می شناسد

Intertek Semko AB ، واقع در سوئد، یکی از شعبات اینترتک در سراسر جهان است. تمرکز اصلی این شرکت بر روی ایمنی و تضمین کیفیت است. آنها محصولات را آزمایش، بازرسی و تأیید می کنند و همچنین به مشتریان خود در بهینه سازی طراحی محصول و فرآیندهای تولید برای برآوردن معیارهای خاص کمک می کنند.

یکی از زمینه های تخصص باتری ها و پیل های سوختی است . اینترتک بیش از 50 سال تجربه در ارزیابی این نوع فناوری دارد. باتری لیتیوم یون یکی است، اما آنها در اینجا متوقف نمی شوند. آنها همچنین با باتری های سرب-اسید، NiCd و NiMH کار می کنند. در واقع، آنها سالانه 20000 باتری از انواع شیمیایی و اندازه ها را ارزیابی می کنند.

اینترتک همراه با باتری‌های واقعی، با شبیه‌سازی‌ها کار می‌کند تا نیازهای ایمنی، قابلیت اطمینان و عملکرد مشتریان خود را پشتیبانی کند. آنها علاوه بر باتری ها، سلول های سوختی و فرآیندهای الکترولیتی و خوردگی را مدل می کنند. (شما می توانید لیست کامل تری از تخصص مدل سازی آنها را در صفحه مشاور خبره Intertek Semko AB COMSOL مشاهده کنید .)

ملاحظات مهم طراحی برای باتری های لیتیوم یونی

در مقاله‌ای درباره مدل‌سازی باتری لیتیوم یونی ، آندریاس نایمن از Intertek و هنریک اکستروم از COMSOL به طور خلاصه نحوه عملکرد باتری لیتیوم یون را توضیح می‌دهند. آنها می نویسند: «اصطلاح باتری لیتیوم یونی، به یک خانواده کامل از مواد شیمیایی باتری اشاره دارد.»

مفهوم کلی

در داخل این نوع باتری، یک الکترولیت غیرآبی وجود دارد ، یعنی حاوی آب نیست. باتری نام خود را از یون‌های لیتیوم گرفته است که در هنگام شارژ و دشارژ هنگام عبور جریان از سلول بین دو الکترود (یکی منفی و دیگری مثبت) حرکت می‌کنند. این فرآیند جذب و آزادسازی انرژی الکتریکی را امکان پذیر می کند. اینکه چه مقدار ولتاژ می توانیم از باتری لیتیوم یونی بازیابی کنیم به انرژی شیمیایی متفاوت لیتیوم در هر یک از دو الکترود بستگی دارد.

هندسه بسته باتری لیتیوم یون، همانطور که در پست وبلاگ قبلی من نشان داده شده است: مدل باتری لیتیوم یون .

تولید کنندگان باتری و دستگاه کمک مدلینگ

با ترکیب شبیه‌سازی‌ها با داده‌های تجربی، نویسندگان به سناریوهای مختلف طراحی باتری می‌پردازند و به جنبه‌های مهمی که تولیدکنندگان باتری و دستگاه‌ها باید در نظر بگیرند اشاره می‌کنند.

به عنوان مثال، یک سازنده باتری باید از مدل سازی برای بهینه سازی طراحی باتری واقعی استفاده کند. با ایجاد یک مدل دقیق از فرآیندهای مربوطه، آنها می توانند فرضیه های مختلف را برای درک محدودیت ها و بهبود طراحی سلول و ماژول باتری آزمایش کنند.

برخی از پارامترهای مختلفی که سازنده باتری ممکن است مطالعه کند شامل پیامدهای عملکردی است:

• هندسه های مختلف
• ترکیب الکترولیت
• مواد الکترود
• توزیع منافذ

از سوی دیگر، سازندگان دستگاه‌ها از مدل‌سازی کل سیستم باتری سود می‌برند تا ببینند پس از گنجاندن در محصولات دیگر چگونه عملکرد خواهند داشت. همه دستگاه‌ها شرایط کاری یکسانی ندارند، بنابراین با استفاده از مدل‌های معتبر، کارشناسان برنامه می‌توانند تعیین کنند که کدام سیستم برای دستگاه خاص آنها مناسب است. نایمن و اکستروم حتی پیشنهاد می‌کنند که شبیه‌سازی‌ها برای انتخاب باتری‌های مناسب و طراحی کنترل خودکار سیستم باتری دستگاه بسیار مهم هستند.

نمونه مدل: توزیع دما در باتری در هنگام تخلیه. تصویر از کاغذ سفید گرفته شده است.

کارشناسان صنعت یک حساب دست اول از مدل سازی باتری های لیتیوم یونی ارائه می دهند

وایت پیپر گزارش دست اول باتری ها و پیل های سوختی و کارشناسان شبیه سازی را به شما ارائه می دهد. این یک منبع عالی برای تولیدکنندگان باتری و دستگاه است که می‌خواهند درباره مزایای مدل‌سازی طراحی، انتخاب و عملکرد سیستم باتری بیاموزند. از طریق نمونه های مدل، شما همچنین بینشی در مورد فرآیندهای درگیر در الکترودها، الکترولیت ها، ماژول ها و بسته باتری به دست خواهید آورد.

کتاب سفید را بخوانید

• ” مدل سازی باتری لیتیوم یون ” را به صورت رایگان بخوانید – بدون نیاز به ثبت نام.