鋰離子電池
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鋰離子電池的視頻教程
動力鋰離子電池包熱管理及熱失控分析 --CONVERGE計算方案【微信公眾號：艾迪捷】
動力鋰離子電池包熱管理及熱失控分析 --CONVERGE計算方案 適用人群：面向電池行業的設計人員和仿真工程師 動力鋰離子電池包熱管理及熱失控分析 --CONVERGE計算方案（免費）【已結束】 直播時間：2020-08-04 19:30 鋰電池因為其高能量密度和大輸出功率的特點得以快速推廣使用，但由于其熱不穩定性，在極端條件下發生火災爆炸的幾率很大，所以鋰電池的安全性成為動力電池最關注的問題之一
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關于 ECM 鋰離子電池、單節電池和電池組（帶冷卻和不帶冷卻）的 CFD 仿真
關于 ECM 鋰離子電池、單節電池和電池組（帶冷卻和不帶冷卻）的 CFD 仿真相關說明
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高精度的鋰離子電池建模與仿真
高精度的鋰離子電池建模與仿真主要內容： 電池建模的必要性 電池建模所面臨的問題與挑戰 利用測試數據建立精確的電池模型 電池模型仿真與應用
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鋰離子電池的實例教程
正如在這份有關 模擬鋰離子電池的白皮書中所指出的那樣，分解反應會放熱，也就是說，一旦這一過程開始，溫度就會持續上升并加劇分解反應，這就是熱失控現象。熱的逸散就是一種潛在的火災危險來源。
通過模擬與仿真改進鋰離子電池設計
在 COMSOL Multiphysics 的幫助下，您可以觀察并更好地理解鋰離子電池內的溫度分布。在電池與燃料電池模塊中的三維柱狀鋰離子電池的傳熱模擬中，耦合了鋰離子電池的傳熱化學和離子流動。使用共軛傳熱接口研究了該三維鋰離子電池傳熱模型中的空氣冷卻。
傳熱模型的組成部分。
下面的模型顯示了經過 1,500 秒的充電后，電池溫度和流動的流線。最高溫度位于電池活性材料中，越靠近熱絕緣端的溫度越低。因此，電池中的該區域更容易發生老化和降解。
鋰離子電池中的溫度分布。
展開 由于公眾號很多朋友留言對鋰離子動力電池的興趣，期望可以對動力鋰離子電池相關技術進行更多學習，本公眾號秉持著非盈利且對知識分享的想法，對福建農林大學的劉嘉、晏裕康等撰寫的文章《鋰離子動力電池壽命預測的研究進展》進行分享，更多詳情請感興趣的朋友可以從知網或其他平臺中及電源技術期刊下載完整文章，文章DOI
號為《
10.3969/j.issn.1002-087X.2022.02.005
》。
文章分享如下，
鋰離子電池具有能量密度高、循環壽命長、自放電率低、無記憶等優點。但是鋰離子電池循環壽命短的問題制約了電動汽車的應用與推廣，所以有必要對鋰離子電池循環壽命的影響因素進行分析，同時對鋰離子電池的健康狀態(SOH)估計進行評估，對其壽命進行預測，對系統安全、防止災難事故有著重大意義。
1、影響因素
鋰離子電池壽命的影響因素主要包括：外部影響因素，例如荷電狀態、溫度、充放電倍率、電池單體的不一致性、電池內阻等；電池內部的老化，造成鋰離子電池性能降低和剩余容量衰減。
展開 “COMSOL多物理場耦合仿真技術與應用-鋰離子電池”
1. COMSOL 仿真基礎
1.1 數值仿真基本要素及其在 COMSOL 中的對應
1.1.1 模型參數與變量
1.1.2 物理場添加及電解條件設置
1.1.3 模型構建與網格劃分
1.1.4 求解器類型與設置
1.1.5 后處理及數據分析
1.2 COMSOL 中鋰離子電池接口介紹
1.2.1 電池基本物理過程及控制方程
1.2.2 常用電池邊界條件及初始條件
1.2.3 常用電池電極材料參數設置
2. 鋰離子電池 P2D 模型
2.1 P2D 模型的理解與分析
2.2 COMSOL 中電池 P2D 模型構建
2.2.1 模型參數輸入
2.2.2 模型構建及模型材料設置
2.2.3 電池物理方程及參數設置
2.2.4 網格劃分與求解器設置
2.3 電池典型充放電過程仿真及后處理技巧
3. 鋰離子電池電化學-熱耦合模型
3.1 P2D 電化學模型與電池熱模型耦合
3.2 電池集總參數模型及其與電池熱模型耦合
3.3 兩種電池電(化學)-熱耦合模型的區別及應用場景
3.4 圓柱形或方形鋰離子電池建模及仿真演示 (二選一)
4. 鋰離子電池衰退模型及仿真
4.1 COMSOL 中電池充放電循環仿真
4.1.1 電池充放電循環邊界條件設置
4.1.2 電池加速衰退設置
4.1.3 電池充放電循環仿真后處理技巧
4.2 鋰離子電池常見衰退現象及其數學描述
4.2.1 負極 SEI 膜增厚過程仿真
4.2.2 活性鋰損失計算
4.3 鋰離子電池衰退模型構建及仿真演示
5.
展開 摘要: 鋰離子電池的綜合性能不僅取決于材料和結構的創新，還與制造工藝及相關設備技術的進步息息相關。目前電池制造廠商針對不同體系的電池工藝開發多采用窮舉法進行實驗試錯，在工藝仿真技術方面還存在較大的發展空間。面向電池高質量制造發展和數智化升級的行業發展趨勢，本文結合宏觀電池制造設備和微觀電池電極結構兩個角度，對電池制造工藝仿真研究現狀進行了系統總結，分析了各工序工藝仿真技術機理研究、結構發展及應用前景，并進一步指出當前研究的不足及未來的發展趨勢，旨在為優化鋰離子電池的制造流程和提高其綜合性能提供理論參考。
關鍵詞: 鋰離子電池 ; 電極制造 ; 電池制造工藝仿真 ; 電極微觀結構 ; 電池制造設備
前言
能源存儲是人類在21世紀面臨的重大挑戰之一［1］，作為電動汽車的主要儲能設備，鋰離子電池以其優異的電化學性能及經濟性表現在全球儲能設備中發揮著不可替代的作用［2］。為進一步提高鋰離子電池的綜合表現，探究鋰離子制造工藝參數與電極微觀結構以及電池整體電化學性能之間的相對關系，基于此建立對應的模型化表達已成為目前行業的研究熱點之一［3-4］。近年來學界對鋰離子電池單體、模組、電池包及整車系統的宏觀仿真模擬發展已趨于成熟［5-6］，但在微觀尺度下依據鋰離子電池各制造工藝機理進行建模并探究對電池性能影響的研究仍在起步階段［7］。探究電池制造工藝對電極結構的影響，并建立電極微觀結構與鋰離子電池整體電化學性能的關系，以此為基礎對鋰離子電池制造工藝流程進行優化設計顯得尤為重要［8］，圖1所示為鋰離子電池從電極材料選擇到整車系統設計的多尺度處理和仿真示意圖。
圖1 鋰離子電池制造從材料探究到系統設計的多尺度處理和模擬示意圖
鋰離子電池本身是一個極復雜的電化學系統，其性能受到多個物理場內不同因素的影響，表現出時變性和不可觀測性［10］。
展開 【前言】
鋰離子電池因其高能量密度和長循環壽命等優點而被廣泛應用于移動電子設備和動力裝置中，然而，特斯拉事件、三星手機事件等，頻繁發生的鋰離子電池安全事故逐漸引起了人們的關注。其中，隔膜（圖2）作為鋰離子電池的重要組成部分之一，可提供鋰離子傳輸通道，并且可防止正、負極接觸發生短路，對鋰離子電池的安全性具有非常重要的影響。鋰離子電池隔膜要滿足如下幾個條件：
（1）具有電子絕緣性，保證正負極的機械隔離；
（2）有一定的孔隙率和孔徑，保證低的電阻和高的離子電導率，對鋰離子有很好的透過性；
（3）耐電解液腐蝕，電化學穩定性好；
（4）對電解液的浸潤性好并具有足夠的吸液保濕能力；
（5）具有足夠的力學性能，包括穿刺強度、拉伸強度等；
（6）空間穩定性和平整性好；
（7）熱穩定性能好。
圖1電動汽車失火 ；圖2鋰離子電池的構造。
鋰離子電池以其獨特的優點迅速地占據了傳統電池的市場而得到廣泛的應用，移動電話、手提電腦、照相機、攝像機等電子和信息產品現在都已采用鋰離子電池作為電源。但在一些高端的應用領域，如動力電池等容量較大的鋰離子電池方面的應用還沒有得到推廣和普及。很重要的一個原因就是現有的鋰離子隔膜的性能還沒能滿足作為高端電池隔膜的要求。高端電池對隔膜的要求：
（1）高溫安全性
（2）高倍率充放電性能
（3）高循環使用壽命。
聚烯烴類隔膜在高溫下能夠發生閉孔，進而阻止熱量進一步擴散，是現在使用最廣泛的鋰離子電池隔膜。當前應用最廣泛的聚烯烴隔膜材料是聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP），其在100℃以上就發生軟化變形。聚烯烴類聚合物的耐熱性能差，在過充過放、快速充放或高溫下可能會熔化，造成短路起火，甚至爆炸。另一方面，聚烯烴隔膜還存在電解液浸潤性不足的問題。
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“Ansys 2025 全球仿真大會”仿真應用大賽優秀作品展示
本屆仿真應用大賽最終評選出 30 篇 TOP 優秀作品，分別榮獲一、二、三等獎及行業最佳實踐獎。近 200 位來自汽車、半導體、高科技、能源等行業的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創新實踐，充分展現了仿真技術的無限潛能。我們將陸續為大家分享獲獎佳作，帶您一同領略仿真賦能創新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感、啟迪思路。
儲能產業鋰電熱失控氫氣泄漏監測1個月前
鋰電熱失控時，電池釋放的氣體成分
鋰離子電池在出現異常時，會產生多種氣體成分，包括氫氣（H2）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2）以及烴類VOC氣體（如碳酸甲乙酯EMC、碳酸二甲酯DMC等）。這些烴類VOC氣體通常是電解液中的有機溶劑或其熱分解物。一旦鋰離子電池異常發熱，樹脂材質部件和電解液就會開始熱分解，隨著內部溫度的上升，各種氣體逸散出來。
本文原刊登于Ansys.com：《How Simulation Boosts Efficiency in EV Battery Manufacturing》
作者：Laura Carter | Ansys 高級市場傳播經理
編輯整理：陳桂杰 | Ansys主任應用工程師
Ansys助力解決固態電池解決方案的迫切需求
電池工藝商面臨的一項持續挑戰是尋求更安全、更高效的鋰離子電池替代品
展示范圍：
1、純電動汽車、混合動力汽車（乘用車、商用車）；
2、驅動系統：HV/EV驅動系統、輪轂電機系統、48V技術；
3、可充電電池，下一代電池技術：鋰電池、聚合物鋰電池、鉛蓄電池、NaS電池、二次空氣電池、薄膜鋰離子電池、鎳金屬氫化物（NiMH）電池、鎳鎘電池、電容，電容器、電池制造技術、電池元件及材料等；
4、電機技術：驅動電機、車載發電機、電磁鐵、線圈、電磁鋼板、軸承、鐵芯
電池包/電池組：電池包由大量電池（通常是鋰離子電池）組成，這是主要儲能機制。鋰離子電池具有高能量密度，每單位體積可存儲大量能量。燃料電池是另一種儲能方法。
電池包還包含電池管理系統（BMS），可提供防止過度充電或放電的策略，以確保電池的安全運行。
車載充電器：車載充電器將來自外部充電電源（電網）的交流電（AC）電源轉換為直流（DC）電源，存儲在電池中。
“鋰離子電池制造的廢料成本每年可達數千萬美元，而劣質成本（例如召回）則可耗費數十億美元，”Westerberg道。
仿真可實現必要的預測建模，以幫助降低影響生產的各種風險。
Westerberg說：“我們與Ansys的合作幫助我們從自動化轉向閉環自主系統，這不僅減少了人工干預，而且還提高了一致性。
天冷了，新能源汽車瑟瑟發抖5個月前
太冷，鋰離子活性變差，電池內阻增大，放電容量下降，續航雪崩。太熱，鋰離子過于活躍，不小心就“中暑”。輕則壽命減短，重則燒給你看。
為了伺候好這位嬌貴的主，工程師給電池設計了一套專門熱管理系統。核心部件之一是水冷板，一塊挖了很多溝槽的板子。
目前主流的熱管理方案是液冷，冷卻液在水泵作用下在溝槽中循環。
根據中國海關統計數據顯示，在2022年1-9月，越南從中國進口的鋰離子電池數量為5.68億個，較上年同期同比增長22.7%，高于同期印度、中國香港、韓國等地從中國進口的數量占比。
新能源鋰電池制造：VOC泄漏檢測8個月前
在全球新能源鋰電池產能以每年超30%的速度狂奔時，一種不可忽略的氣體值得我們關注——揮發性有機化合物（VOC）的致命泄漏。當特斯拉柏林工廠因溶劑蒸汽暫停生產，當某亞洲電池巨頭因微量電解液泄漏損失千萬，行業終于意識到：傳統VOC監測手段正在失效。傳統檢測方法難以精準識別0.1mm以下的微孔漏液，導致部分存在潛在漏液風險的電池流入市場。
光離子化檢測器（PID）傳感器技術，憑借其秒級響應、ppb級精度與靈活布防能力
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