运用COMSOL软件建立18650电池全三维模型

冯燕 [1], 郑莉莉 [2], 戴作强 [2], 张志超 [2], 杜光超 [2], 王栋 [2],
[1] 山东省青岛大学动力集成及储能系统工程技术中心
[2] 山东省青岛大学动力集成及储能系统工程技术中心
Published in 2019

运用COMSOL Multiphysics 5.4软件锂离子电池接口建立18650圆柱电池全三维模型。首先,拆解18650电池,对电池内部结构有一个详细的了解,为建模做好准备。建模前应确定各部分材料及几何尺寸,18650电池几何尺寸为直径18mm,高度65mm。确定正负极层及隔膜的高度;确定涂层材料、相应的克容量、材料压实密度以及活性物质的比例,计算得出涂层厚度。正极集流体为铝箔,负极集流体为铜箔,选取铝箔、铜箔以及隔膜的厚度,计算出正极层、负极层、以及两层隔膜的厚度和,进而计算得出卷绕层数。运用各几何参数在COMSOL软件中建立电池的全三维模型结构如图1所示。建立几何模型后,可以采用不同热模型进行仿真,例如电化学模型、电-热耦合模型、热滥用模型。得出相应的结果后可以对电池进行几何优化,甚至是材料配比的优化,也可以建立相应电池包进行热管理分析以及优化。

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