锂离子电池充放电过程中的热行为及有限元模拟研究文献综述
2020-06-29 20:23:14
文 献 综 述 1 锂离子电池概述 21世纪以来,人类可持续发展对能源提出了更新更高的要求。
煤、石油、天然气等传统自然资源日益枯竭,与此同时,传统化石能源燃烧释放出大量的温室气体和有害气体(如CO2,SO2,NOx等)以及因此带来的各种环境问题日益成为制约人类发展的重大瓶颈。
提高传统能源的利用效率,开发利用新能源,大力发展绿色环保能源,已成为众多科学研究工作者迫切需要解决的课题。
尤其是近些年来,由于电子技术的不断发展导致各种电子产品(如手机、数码相机、笔记本电脑、便携式摄像机等)不断向轻量化,小型化和高性能化方向迅速发展,并且不断的普及,而小型化的发展必须伴随着电源的小型化,需要开发出具有质量轻,体积小,能量密度高,自放电率低,性能更优,环境友好的绿色电源。
锂离子电池由于工作电压高,能量密度大,循环寿命长,所以,锂离子二次电池亦必将成为新能源的主要发展方向[1]。
遗憾的是,目前对于锂离子的安全性能,尤其是对一些潜在的微小的结构缺陷所带来的安全隐患的筛查,其检验方法和标准始终落后于锂电池电池新技术的发展,评价方法和评价体系尚未适应锂离子电池安全性能评估的要求。
本课题着重研究锂离子电池在放电过程中的热行为,即用COMSOL模型模拟锂离子电池在实际放电过程中,热量的实际分布情况。
1.1 锂离子电池发展简史 自1800年意大利科学家Volta发明电池以来已有200多年的历史,从1859年Plant R G 发明世界上第一个实用二次电池not;#8212;铅酸电池,1868年Leclanche G制造出第一个实用的一次电池#8212;锌锰干电池以来,人们一直不断寻找能量密度高、使用范围更宽、寿命更长、安全性能更好,成本更为低廉与绿色环保的新型化学电源。
锂是化学元素周期表中常温下原子量最小的金属元素,且其具有最低的标准电位(-3.045V),所以由锂组成的电池具有开路电压高、质量比容量大等特点。
锂一次电池研究始于20世纪50年代,在60年代得到了快速的发展,70年代金属锂一次电池得以实用化,并促进了锂金属二次电池研究。