一种求解锂离子电池单粒子模型液相扩散方程的新方法

电解液中的锂离子浓度表达是锂离子电池电化学模型求解的基本任务之一.为了平衡单粒子模型的液相动态性能和计算效率,假设反应仅发生在集电极和电解质界面上,为此,提出一种基于液相扩散方程无穷级数解析解的界面浓度求解新方法.在恒流工况下,利用数列单调收敛准则将解析解转化为一个收敛和函数.在动态工况下,将该解析解简化为输入与和函数的无限离散卷积.利用和函数随时间单调衰减并收敛至零的特性对其进行截断,从而得到有限离散卷积求解算法.对比专业有限元分析软件,该方法在恒流工况和动态工况下均能以较少的计算时间获得相当好的精度.而且,该方法仅有一个配置参数.因此,所提方法将有效减小应用于实时电池管理系统上的电化学模型计算负担.     

一种求解锂离子电池单粒子模型液相扩散方程的新方法

电解液中的锂离子浓度表达是锂离子电池电化学模型求解的基本任务之一.为了平衡单粒子模型的液相动态性能和计算效率,假设反应仅发生在集电极和电解质界面上,为此,提出一种基于液相扩散方程无穷级数解析解的界面浓度求解新方法.在恒流工况下,利用数列单调收敛准则将解析解转化为一个收敛和函数.在动态工况下,将该解析解简化为输入与和函数的无限离散卷积.利用和函数随时间单调衰减并收敛至零的特性对其进行截断,从而得到有限离散卷积求解算法.对比专业有限元分析软件,该方法在恒流工况和动态工况下均能以较少的计算时间获得相当好的精度.而且,该方法仅有一个配置参数.因此,所提方法将有效减小应用于实时电池管理系统上的电化学模型计算负担.     

锂离子电池电化学降阶模型性能对比

可靠而高效的锂离子电池模型是电池管理系统状态估计与故障诊断的基础.采用偏微分方程描述的准二维(P2D)机理模型的参数多,虽然模型准确性高,但计算费时,需降阶处理才能更好地应用在车载电池管理系统.为此,基于相同模型参数,建立锂离子电池的P2D模型及其降阶模型—单粒子模型(SPM)和集总粒子模型(LPM),对三种电化学机理...     

基于电化学模型的锂离子电池多尺度建模及其简化方法

锂离子电池的精确建模和状态估计对于电动汽车电池管理系统非常重要,准二维(P2D)电化学模型由于计算复杂,难以直接应用于电池管理的参数在线估计和实时控制中.本文基于多孔电极理论和浓度理论,提出一种考虑锂离子液相动力学的简化准二维(SP2D)模型.忽略锂离子孔壁流量沿电极厚度方向的变化求解SP2D模型所描述的锂离子电池锂浓度分布,基于锂离子电池电化学平均动力学行为求解固相和液相电势变化,推导出电池电压计算的简化表达式;采用恒流、脉冲以及城市循环工况放电电流对比分析了严格P2D模型与SP2D模型的终端电压和浓度分布.结果表明:SP2D模型在保持较高计算精度的同时,可显著提高计算效率.     

对流扩散方程的格点模型

推广流体力学的格点法解一般的数学物理方程,建立了一维对流扩散方程的简单和复杂的格点模型,并利用此模型模拟了几种不同初边值条件下的对流扩散方程     

扰动扩散方程初值问题的近似对称约化

本文利用近似广义条件对称方法研究一类带有源项的非线性扩散方程的初值问题.给出所研究方程的分类并将偏微分方程的初值问题约化为常微分方程的初值问题,通过求解约化后的常微分方程组可得相对应偏微分方程初值问题的近似解.     

锂离子电池Sn-Al薄膜电极的制备及电化学性能研究

采用磁控溅射沉积技术制备了纳米级Sn-Al合金薄膜电极材料,并用X射线衍射和扫描电子显微镜进行表征,用高精度电池测试系统进行充放电和循环伏安测试.结果表明直流DC与射频RF两种不同的溅射方法制备的Sn-Al薄膜电极具有很大的性能差异,前者DC法制备的材料颗粒细小,表现出稳定的循环性能,其首次放电容量为1060 mAh/g,首次效率为71.7％,电极经过50次循环后比容量保持在700 mAh/g以上.后者RF法制备的材料颗粒较大,放电比容量开始上升,第五次循环后接着逐渐衰减,表现出较差的循环性能. 关键词： 锂离子电池 磁控溅射 Sn-Al合金 电化学性能     

短脉冲激光与介质相互作用的扩散模型

推导了扩散近似方程,通过半无限大均匀介质计算,用扩散理论分析解验证了数值方法的有效性.模拟了光在非均匀介质内的传输过程,给出了介质内光通量随时间变化的空间分布.结果表明,该基于扩散模型的数值方法能够模拟短脉冲光在强散射介质中的传播过程以及漫散射光的时间变化特性,并且借助于光通量空间分布能够准确模拟非均匀介质内内含物的位置.     

镍氧化物纳米管可提高锂离子电池的电化学性能

澳大利亚伍伦贡大学（University of Wollongong）的几位研究者通过模板程序合成了单一取向、排列整齐的镍氧化物（NiO）纳米管束，并用于锂离子电池，从而提高了其电化学性能。     

对流扩散方程的指数型摄动差分法

改进了作者所提出的对流扩散方程四阶指数型摄动差分格式,并阐明其在高Reynolds数适应性和节省计算量方面的显著优点。指数型摄动差分法经改进后具有较为简便的形式,克服了其他紧致高阶格式不能使用于高Reynolds数问题的致命弱点。文中针对计算流体力学的基本困难,作一至三维流动模型方程和自然对流传热问题的精细计算,且以双精制算法检验格式的四阶精度,表明摄动差分法能在较粗的网格下给出相当准确的结果,十分显著地节省计算机时,并对"激波"和"边界层"等高Reynolds数效应有极高的分辨能力。     

锂离子电池SnSb/MCMB核壳结构负极材料嵌锂性能研究

以酸处理的中间相碳微球(MCMB)为载体, 用化学还原法在碳球表面沉积SnSb合金, 合成SnSb 包覆碳球的核壳结构负极材料. 采用XRD, SEM技术对材料的结构和形貌进行了表征, 用恒电流充放电(CC)、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)测试了材料的电化学性能. 实验结果表明: SnSb/MCMB样品呈现纳米晶与非晶态的混合组织; 单一SnSb合金的容量衰减较快, 而对于SnSb/MCMB复合材料, 细小的合金颗粒均匀钉扎在MCMB表面, 不仅改善了颗粒的团聚现象, 而且增强了材料的导电能力, 使材料的循环稳定性得到改善, 复合材料具有936.161 mAh/g的首次放电比容量, 首次库仑效率80.3%, 50次循环后容量维持在498.221 mAh/g. 关键词： SnSb合金 锂离子电池 中间相碳微球(MCMB) 电化学性能     

Nonlocal 3D diffusion model of writing thick diffraction gratings in polymer-dispersed liquid crystals

The dynamics of the process of writing of holographic diffraction gratings in polymer-dispersed liquid crystals is considered with allowance for absorption. Diffusion of molecules of not only the monomer, but also of the polymer, as well as the influence of inhomogeneity of illumination inside the sample because of the light absorption are taken into account. Also the role of nonlocality of the response of polymerization process is considered.     

用液体电池改进安培力实验

对安培力实验作了改进,对普通物理课演示实验改进是一次有益的尝试。     

A model of modulated diffusion. I. Analytical results

We introduce an integrable isochronous system and perturb its frequency by an external-deterministic or purely random-noise. Under the perturbation the action variable evolves in time: the corresponding diffusion coefficient is exactly computed and its dependence on the magnitude of the perturbation is carefully investigated. Different behaviors are found and justified: the quasilinear approximation, the superlinear regime, and the ballistic motion.     

Theoretical calculation for the equation of state and phase transition of lithium hydride crystal

Abstract

From the point of view of overlapping interactions between the nearest neighbours, while considering the compression effect of each ion, an ionic overlap-compression model is founded and applied to lithium hydride. The repulsive potential and cohesive energy curves of the crystal are calculated by a one-parameter variational method. The obtained equilibrium lattice constant (3.865 a₀), cohesive energy (? 218.82 kcal/mol), and bulk modulus (353 kbar) agree with experimental values surprisingly well. The calculated values of the equation of state also reach a good agreement with the experimental ones available below 40 kbar. A phase transition from NaCl to CsCl structure is predicted to occur around 0.85 Mbar, with a volume jump of about 6%.     

Numerical modeling of lithium ion battery for predicting thermal behavior in a cylindrical cell

The thermal behavior of lithium ion battery during charge and discharge is investigated by a numerical simulation. The commercially available cylindrical 18650 battery is modeled in this study. Two different models are used. The porous electrode model is simulated to obtain the Li content inside the particles. The transient thermo-electric model is used to predict the temperature distribution inside the cell. The results suggest that the increase in temperature during discharge is higher than that during charge. The temperature difference between charge and discharge is decreased with increasing C-rates. At a rate of 1C, the discharge temperature increases with a waving region at the beginning, whereas the charge temperature increases until certain point and then decreases. The thermal behavior is closely related to the change in entropy and applied current.     

二元Lennard-Jones液体的相分离过程及其扩散性质的分子动力学研究

采用分子动力学(MD)模拟方法,研究了二元体系中相分离过程、粒子的扩散系数以及相分离域尺寸大小随温度的变化规律.发现,相分离域随温度的生长过程可以分为两个阶段,分别是温度比较高的快速生长阶段和低温时的稳定生长阶段;相分离体系中系统的扩散激活能不是常数,而是一个随温度变化的函数,并且当温度高于60 K时,满足关系式E(T)=a+bT^c.讨论了组元尺寸的变化对相分离过程的影响.结果表明,随两组元中某一组元 关键词： 相分离 扩散 分子动力学模拟     

液相及固/液混合相区金属物态方程Grover模型存在的问题及修正

借助无序熵的概念, 直接推导出了液相金属的物态方程. 再利用固/液混合相区的熔化分数与其中固相、液相比体积之间的一般性关系, 替代了传统Grover模型中采用的熔化分数与温度成正比的近似条件, 得出更准确的固/液混合相区状态方程的表述形式. 修正后的物态方程解决了传统Grover模型中的固线、液线以及熔化线在P-T图上不一致的问题, 得到了更为符合物理事实的结果.