本发明专利技术提供一种含复合集流体锂离子电池三维电化学‑热耦合建模方法，首先，基于电池单元的几何尺寸、导电支耳的焊接方式建立电池单元电化学模型。其次，对电池单元进行阵列堆叠构建电池单体几何模型并形成装配体，而后通过连续性边界条件实现内部热通量的连续性，并采用周期性函数解析周期性极耳的热物性参数和热源。通过积分平均简化电池单元三维热功率并将其耦合至电池单体热模型，将电池单体平均温度耦合至于电池单元，最后在电池单体热模型的不同区域设置差异化网格尺寸，实现三维电化学‑热耦合。本发明专利技术可高精度预测含复合集流体锂离子电池的热特性，并通过结构等效、热源简化和非连续性网格设置提高计算效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，具体涉及一种含复合集流体锂离子电池三维电化学-热耦合建模方法。
技术介绍
1、兼具质量轻、安全性高等优势的复合集流体因在电池领域具有巨大的应用潜力而备受关注，复合集流体是一种具有“三明治”结构的复合材料，内层为聚合物高分子层(如pet、pp或pi)，两侧为导电金属层(如al或cu)。由于高分子层的电绝缘性，因此极耳区域通常需在金属层两侧焊接导电支耳以实现多层复合集流体的电连接，但这种特殊的极耳焊接方式和高分子层的存在使得电池几何复杂性增加、散热性能减弱，以及相比于金属集流体，较薄的导电金属层导致复合集流体的电压梯度增大，电池温升及温度分布不均加剧，因此发展一种电化学-热耦合建模方法准确预测含复合集流体锂离子电池的电化学特性和热行为极为重要。
2、由于一维电化学-三维热耦合模型或二维电化学-三维热耦合模型忽略或弱化了集流体的影响，因此需构建三维电化学-热耦合模型研究复合集流体对电池电化学特性和热行为的影响，同时由于三维耦合模型的计算耗时较长，因此发展一种高效的三维电化学-热耦合建模方法极为重要。
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【技术保护点】
1.一种含复合集流体锂离子电池三维电化学-热耦合建模方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种含复合集流体锂离子电池三维电化学-热耦合建模方法，其特征在于，所述步骤1的电池单元几何模型在Z轴方向依次为单元电芯、负极单元极耳、正极单元极耳。
3.根据权利要求1所述的一种含复合集流体锂离子电池三维电化学-热耦合建模方法，其特征在于，将所述步骤3的周期性极耳等效为均质化长方体结构。
4.根据权利要求1所述的一种含复合集流体锂离子电池三维电化学-热耦合建模方法，其特征在于，所述步骤3以单元焊接区和高分子层的厚度为变化单元构建周期性函数，通过...
【技术特征摘要】
1.一种含复合集流体锂离子电池三维电化学-热耦合建模方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种含复合集流体锂离子电池三维电化学-热耦合建模方法，其特征在于，所述步骤1的电池单元几何模型在z轴方向依次为单元电芯、负极单元极耳、正极单元极耳。
3.根据权利要求1所述的一种含复合集流体锂离子电池三维电化学-热耦合建模方法，其特征在于，将所述步骤3的周期性极耳等效为均质化长方体结构。
4.根据权利要求1所述的一种含复合集流体锂离子电池三维电化学-热耦合建模方法，其特征在于，所述步骤3以单元焊接区和高分子层的厚度为变化单元构建周期性函数，通过周期性函数与热物性参数相乘计算周期性极耳的热物性参数，通过周期性函数与单元极耳中金属层和焊接区的体积平均热功率相乘计算周期性极耳的周期性热源。
5.根据权利要求1所述的一种含复合集流体锂离子电池三维电化学-热耦合建模方法，其特征在于，所述步骤4单元电芯的三维热功率q(x,y,z,t)通过两次积分平均进行等效简化，首先以单元电芯为积分域，对三维热功率q...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘俊安，李杰，谢斌，汪啸，潘勇，欧阳晓平，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：
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