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本科生一作问鼎电化学顶刊《Journal of Energy Storage》:锂电再次取得重大突破!

时间:2024-04-02 来源: 浏览:

本科生一作问鼎电化学顶刊《Journal of Energy Storage》:锂电再次取得重大突破!

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LIB-Life1

我是锂想生活mikoWoo,分享锂电池极片机理与工艺,以及相关知识;并从零开始,做锂离子电池的工艺参数-微结构特征-电池性能的计算机模拟。顺便记录生活和工作点滴:忆我此生,记她今世,那些与女儿一起成长的趣事。

哈尔滨工业大学 汽车工程学院智能车辆工程专业2020级本科生邵俊雅的研究成果《A novelty method of discharge capacity prediction based on simplified electrochemical model-aging mechanism for lithium-ion batteries》发表在国际期刊Journal of Energy Storage(IF=8.907,JCR Q1)上。 邵俊雅为该论文第一作者,智能车辆工程系青年教师李俊夫为通讯作者。
该论文在研究锂电池老化机理的基础上,结合简化电化学模型开发了一种容量预测方法。首先,基于简化电化学模型分析了电池内部固相扩散过程,利用模型参数计算了电极颗粒破裂应力,建立了SEI膜生长和颗粒体积膨胀模型以描述电池老化过程;然后,采用粒子群算法对相关动力学参数进行辨识,并通过分析电池健康特征相关参数的变化规律,解析内部老化机制;最后,对电池老化阶段进行了特征划分,实现了电池在不同倍率下的容量衰减预测。

COMSOL多物理场仿真软件 以高效的计算性能和出色的多场耦合分析能力,实现了精确的数值仿真,已被广泛应用于各个领域的科学研究及工程计算,为工程界和科学界解决了复杂的多物理场建模问题。

在电化学领域,通过对电池微观行为进行研究,明晰电池内部多现象机理,并将其数值化,通过数值方法实现对物理特征联合计算,建立完整的电池模型。

为解决大家在以上软件仿真学习过程中遇到的问题,特举办 COMSOL 电化学仿真技术 系列专题线上培训班;

本次培训主办方为 北京软研国际信息技术研究院 ,承办方 互动派(北京)教育科技有限公司 ,会议会务合作单位为 北京中科四方生物科技有限公司 ,具体相关事宜通知如下:

专题一

(在线直播三天)

COMSOL燃料电池专题

(详情内容点击查看)

2024年04月04日-04月06日

专题二

(在线直播四天)

COMSOL锂离子电池专题

(详情内容点击查看)

2024年04月05日- 04月06日

2024年04月13日-04月14日

01

课程大纲

course outline

“COMSOL多物理场耦合仿真技术与应用-燃料电池”

课程名称

课程内容

COMSOL

仿真基础

1、COMSOL软件基本操作

1.1 创建模型一般步骤

1.2 几何创建方法

1.3 网格划分技巧

1.4 方程及边界设置

2、后处理

2.1 数据集创建

2.2 衍生量的计算

2.3 结果图的绘制

实例操作:肋片散热模型

COMSOL

燃料电池仿真技术详解

3、燃料电池仿真

3.1 燃料电池开路电压计算

3.2 燃料电池三种极化损失

4、多孔电极有效扩散系数构建

4.1 多孔电极构建方法

4.2 曲率与孔隙率关系

4.3 尘气模型实现方法

实例操作:多孔电极模型、尘气输运模型

5、从简到真的建模方法

5.1 只考虑气体输运

5.2 添加导电过程

5.3 添加电化学过程

5.4 添加退化过程

实例操作:纽扣电池模型、退化模型

6、连接体研究分析

6.1 燃料电池活化设置方法

6.2 传质-导电-电化学多场耦合方法

6.3传热-传质-动量-导电-电化学多场耦合

6.4 连接体优化与设计

实例操作:连接体优化模型、新型连接体模型

7、积碳研究

7.1 燃料电池边界设置

7.2 传质-导电-电化学多场耦合方法

7.3 甲烷内重整反应设置

7.4 甲醇内重整反应设置

7.5积碳分析

实例操作:甲烷积碳模型,甲醇积碳模型

8、应力分析

8.1 力学边界设置

8.2 损伤几率求解

8.3 残余应力分析

8.4 热应力分析

实例操作:微管应力模型

9、CO2电还原

9.1 均相反应设置

9.2传质-导电-电化学多场耦合方法

9.3 模型验证

9.4 性能分析

实例操作:CO2电还原模型

部分案例图展示:

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“COMSOL多物理场耦合仿真技术与应用-锂离子电池”

时间

课程内容

第一天

上午

1. COMSOL 仿真基础

1.1 数值仿真基本要素及其在 COMSOL 中的对应

1.1.1 模型参数与变量

1.1.2 物理场添加及电解条件设置

1.1.3 模型构建与网格划分

1.1.4 求解器类型与设置

1.1.5 后处理及数据分析

1.2 COMSOL 中锂离子电池接口    

1.2.1 电池基本物理过程及控制方程

1.2.2 常用电池边界条件及初始条件

1.2.3 常用电池电极材料参数设置

第一天

下午

2. 锂离子电池 P2D 模型

2.1 P2D 模型的理解与分析

2.2 COMSOL 中电池 P2D 模型构建

2.2.1 模型参数输入

2.2.2 模型构建及模型材料设置

2.2.3 电池物理方程及参数设置

2.2.4 网格划分与求解器设置

2.3 电池典型充放电过程仿真及后处理技巧

第二天

上午

3. 锂离子电池电化学-热耦合模型

3.1 P2D 电化学模型与电池热模型耦合

3.2 锂离子电池集总参数模型及其与电池热模型耦合

3.3 两种电池电化学-热耦合模型的区别及应用场景

3.4 圆柱形或方形锂离子电池建模及仿真演示 (二选一)

第二天

下午

4. 锂离子电池衰退模型及仿真

4.1 COMSOL 中电池充放电循环仿真

4.1.1 电池充放电循环边界条件设置

4.1.2 电池加速衰退设置

4.1.3 电池充放电循环仿真后处理技巧

4.2 锂离子电池常见衰退现象及其数学描述

4.2.1 负极 SEI 膜增厚过程仿真

4.2.2 活性锂损失计算

4.3 锂离子电池衰退模型构建及仿真演示

第三天

上午

5. 动力电池热管理技术及数值仿真

5.1 热管理技术简述

5.2 动力电池风冷及模型构建

5.2.1 空气流动过程仿真及常用物理接口介绍

5.2.2 锂离子电池-空气流动耦合模型构建

5.2.3 典型工况电池空冷模型构建及仿真

第三天

下午

5.3 动力电池液冷及模型构建

5.3.1 液气流动过程仿真及常用物理接口介绍

5.3.2 锂离子电池-冷却液流动耦合模型构建

5.3.3 典型工况电池液冷模型构建及仿真演示

第四天

上午

6. 锂金属电沉积过程数值模拟

6.1 锂金属电沉积涉及的物理接口简介      

6.1.1 一次、二次和三次电流分布接口 

6.1.2 稀溶液理论与浓溶液理论

6.2 锂硫电池模型构建

第四天

下午

6.3 锂离子电池异构模型

6.3.1 电池异构模型的意义

6.3.1 电池异构模型构建

7. 总结

部分案例图展示:

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02

讲师介绍

teacher profile

燃料电池专题讲师

来自国内重点大学,能源与动力学院新能源系博士、副教授,硕士生导师讲授。

授课讲师有着丰富的COMSOL使用经验,近些年以第一作者在国内外期刊发表论文数十篇,发表专利数项。

擅长领域:燃料电池、锂离子电池、储能材料、电化学等模拟与设计、阴极保护模拟、电池集流设计等。

锂离子电池专题讲师

自国内重点大学,博士,具有丰富的COMSOL使用经验,近年来以第一作者发表论文近20篇,其中SCI检索12篇,申请专利5项。

擅长领域:锂离子电池数值仿真、动力电池热管理设计与结构优化、锂离子电池寿命预测与衰退控制、电池状态参数估算等。

03

报名须知

enrollment guideline

时间地点

燃料电池专题

2024年04月04日-04月06日

在线直播(授课三天)

锂离子电池专题

2024年04月05日-04月06日

2024年04月13日-04月14日

在线直播(授课四天)

报名费用

(含报名费、培训费、资料费)

COMSOL燃料电池专题:

每人¥3500元

COMSOL锂离子电池专题:

每人¥4500元

☆价格优惠:

优惠一:2024年3月8日前报名缴费可享受200元早鸟价优惠(仅限前十名);

优惠二:凡老学员推荐报名者,可享受额外一百元优惠;

费用提供用于报销的正规机打发票及盖有公章的纸质通知文件;

北京中科四方生物科技有限公司作为本次会议会务合作单位,负责注册费用收取和开具发票;如需开具会议费的单位请联系招生老师索取会议邀请函。

联系方式

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