رابط باتری لیتیوم یون

View Categories

رابط باتری لیتیوم یون

2 min read

رابط باتری لیتیوم یون
یک گره دامنه Electrolyte قبلاً به صورت پیش فرض به مدل اضافه شده است. پارامترهای الکترولیت، که به غلظت الکترولیت بستگی دارد، به طور پیش‌فرض تنظیم شده‌اند تا از گره مواد گرفته شوند، بنابراین نیازی به تنظیمات بیشتری برای این گره نیست.
اکنون با استفاده از یک گره حوزه الکترود متخلخل، فیزیک را در الکترود مثبت تنظیم کنید.
الکترود متخلخل 1
1
در نوار ابزار Physics روی Domains کلیک کنید . برای اضافه کردن آن به مدل، الکترود متخلخل را انتخاب کنید.
2
بخش انتخاب دامنه گره الکترود متخلخل را پیدا کرده و فقط دامنه 1 را انتخاب کنید .
توجه: راه های زیادی برای انتخاب موجودات هندسی وجود دارد. هنگامی که موجودیت هندسی را می دانید که باید اضافه کنید، مانند این تمرین ها، می توانید روی دکمه انتخاب چسباندن کلیک کنید  و اطلاعات را در قسمت متن انتخاب وارد کنید. برای اطلاعات بیشتر در مورد انتخاب موجودات هندسی در پنجره گرافیک، به راهنمای مرجع مولتیفیزیک COMSOL مراجعه کنید .
گره الکترود متخلخل دامنه ای را تعریف می کند که از ترکیبی همگن از هر دو فاز الکترود (جامد) و الکترولیت (مایع) تشکیل شده است. بنابراین باید مواد مختلفی را به فازهای مختلف اختصاص دهید. به طور پیش فرض، خواص مواد برای هر فاز از ماده اختصاص داده شده به دامنه تحت Materials که در این مورد ماده الکترود LMO است، گرفته می شود. بنابراین باید انتخاب مواد فاز الکترولیت را به صورت دستی تنظیم کنید.
3
در همان پنجره در قسمت Electrolyte Properties، LiPF6 را در EC:DMC 1:2 و p(VdF-HFP) (Polymer electrolyte, Li-ion Battery) را از لیست مواد الکترولیت انتخاب کنید.
در این مدل فرض می‌کنیم که الکترود متخلخل از ترکیبی از 40 درصد الکترود و 15 درصد مواد چسبنده بی‌اثر تشکیل شده است. حجم باقی مانده با الکترولیت پر می شود.
4
در قسمت متنی کسر حجمی الکترولیت، واقع در بخش حجمی، 1-0.4-0.15 را وارد کنید .
صلیب قرمز کوچک روی گره مواد LMO اکنون باید در درخت مدل ناپدید شده باشد.
درهم آمیختگی ذرات 1
الکترود متخلخل دارای دو گره فرزند است که به طور پیش فرض اضافه شده است. گره Particle Intercalation یک بعد اضافی به دامنه انتخاب شده اضافه می کند و با فرض ذرات کروی، برای انتشار لیتیوم جامد در این بعد اضافی حل می کند. تنظیمات پیش فرض را برای این گره نگه دارید.
واکنش الکترود متخلخل 1
گره واکنش الکترود متخلخل پتانسیل تعادل، سینتیک و استوکیومتری واکنش درج لیتیوم را که در سطح مشترک بین فازهای الکترولیت و الکترود در ماتریس متخلخل رخ می‌دهد، تنظیم می‌کند. تنظیمات پیش فرض را نیز برای این گره نگه دارید.
جریان الکترود 1
اکنون چگالی جریان تخلیه متوسط ​​باتری را مشخص کنید.
1
در نوار ابزار Physics روی Boundaries کلیک کنید  و Electrode Current را انتخاب کنید  .
2
فقط مرز 10 را انتخاب کنید.
3
در قسمت Electrode Current، Average current density را در لیست انتخاب کنید و -50[A/m2] را در قسمت نوشتاری میانگین چگالی جریان وارد کنید.
سطح الکترود 1
مدل را با تعریف الکترود منفی به پایان برسانید. به دلیل رسانایی بالای فلز لیتیوم، کافی است سطح الکترود بین حوزه فلز لیتیوم (که در هندسه مدل لحاظ نشده است) و حوزه الکترولیت (که در هندسه مدل گنجانده شده است) تعریف شود.
1
در نوار ابزار Physics روی Boundaries کلیک کنید و Electrode Surface را انتخاب کنید  .
2
فقط مرز 5، 7 و 12 را انتخاب کنید.
پتانسیل فلزی الکترود به طور پیش فرض به زمین متصل می شود (روی 0 ولت تنظیم شده است) بنابراین نیازی به تنظیمات بیشتری برای این گره نیست.
واکنش الکترود 1
مشابه گره الکترود متخلخل، گره سطحی الکترود دارای یک زیرگره پیش فرض واکنش الکترود است. ورودی‌های پتانسیل تعادل باید روی مقادیری تنظیم شوند که برای سطح فلز لیتیوم قابل استفاده است.
واکنش الکترود 1
1
در Model Builder، Electrode Surface 1-> Electrode Reaction 1 node را انتخاب کنید .
2
در قسمت Equilibrium Potential User تعریف شده برای پتانسیل تعادل را انتخاب کنید. در قسمت متن V عدد 0 را وارد کنید.
3
در همان پنجره زیر Heat of Reaction، User defined for Temperature مشتق پتانسیل تعادل را انتخاب کنید. 0 را در فیلد متنی V/K وارد کنید. مقادیر 0 V و 0 V/K به ترتیب برای دو ورودی، برای سطح فلز لیتیوم قابل استفاده است.