Physics-Based Thermal Degradation Modelling of Lithium-Ion Batteries

基于物理的锂离子电池热降解建模

基本信息

  • 批准号:
    2490791
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2019 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Lithium ion Battery (LiB) modelling has come a long way since its early days yet more work needs to be done. The regular operating principles of a fresh LiB are quite well understood, however, the same cannot be said about the modelling of aged cells. Some models have been developed in recent years to predict the degradation of LiB's, many of which empirical and hence have a very limited applicability range.It is not well understood how the LiB will behave in a 2nd life application as the battery goes through many complex processes over its lifetime which will fundamentally change its operating principles. For example, if the battery is charged with a 1C rate when it is new, the temperature difference over its surface might only be a few degrees, later, once the battery was used for some time, this temperature gradient will change due to the formation and break down of certain materials in the battery. This change in expected operating temperature might lead to formation of new compounds which may not have formed in the normal temperature range or uneven degradation which can cause a variety of other problems.My research will focus on modelling not just the standard operating behaviour of a LiB but also how the battery degrades. Another pressing issue for people who want to work with 2nd life LiB's is knowing what state it is at. In order to understand the state of a LiB many tests must be carried out to measure such lumped parameters as state of charge (SoC), internal impedance, available capacity and so on. The problem here is that the parameters are lumped and these measurements cannot yield distributed parameters which are crucial to the understanding of degradation as mentioned above. A promising alternative to this is thermal imaging. It may be possible to correlate the state of the battery by running a current through the battery and measuring the corresponding temperature profiles.This research can aid in better understanding of how lithium-ion batteries degrade, yield simpler ways to determine if a battery is usable in 2nd life applications and for how long as well as assist in developing more rapid charging methods for Electric vehicles (EV's) since currently, fast charging can causes significantly accelerated degradation of EV batteries.Considering all of the above, the main objectives for my project are:* Study lithium-ion batteries and understand the fundamentals* Develop Physics based thermal degradation model of a lithium-ion battery cell* Investigate 2nd life behaviour of a lithium-ion battery* Investigate fast charging and thermal degradation impact* Investigate how different geometry batteries degrade, e.g. pouch/cylindrical cells
自早期以来,锂离子电池(LIB)的建模已经走了很长一段路。新鲜LIB的常规操作原理已被充分了解,但是,关于老年细胞的建模不能说同样的话。近年来已经开发了一些模型来预测LIB的退化,其中许多模型的经验和适用性范围非常有限。由于电池在其生命周期内经历了许多复杂的过程,因此LIB在第二次寿命应用中的表现尚不清楚,从根本上改变了其操作原则。例如,如果电池在新的情况下充电1c速率,则表面上的温度差可能只有几个度,后来,一旦电池使用了一段时间,由于电池中某些材料的形成和破坏,该温度梯度将会改变。预期的工作温度的这种变化可能导致形成新化合物,这些新化合物可能在正常温度范围或不均匀降解中形成,这可能会导致其他问题。我的研究将不仅侧重于建模LIB的标准操作行为,而且还要建模电池的降解方式。对于想要与第二生活的人一起工作的人来说,另一个紧迫的问题是知道它处于什么状态。为了了解LIB的状态,必须进行许多测试,以衡量诸如电荷状态(SOC),内部阻抗,可用容量等的总参数。这里的问题在于,参数是集结的,这些测量值无法产生分布的参数,这对于对降解的理解至关重要,如上所述。一个有希望的替代方法是热成像。可以通过电池电流运行电流并测量相应的温度曲线来使电池状态相关联。这项研究可以更好地理解锂离子电池如何降低锂离子电池的降低,产生更简单的方法来确定电池在第二寿命应用中是否可用,以及是否有效地为电动汽车提供了更多的速度(EV)(EV),并且有助于开发多长时间的电池,以促进电池的快速充电(EV),EV(EV)的速度(EV)均可促进。电池。考虑到以上所有内容,我的项目的主要目标是:*研究锂离子电池并了解基础知识*开发基于物理的锂离子电池电池的热降解模型*研究锂离子电池的第二次寿命行为**调查快速充电和热降解的影响和热量降解影响*研究如何不同的几何形成式触发粉,E.G.E.G.E.G.E.G.G.G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..G..小袋/圆柱形细胞

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Impact of solid-electrolyte interphase layer thickness on lithium-ion battery cell surface temperature
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.2
  • 作者:
    I. Andriunas;Z. Milojević;N. Wade;P. Das
  • 通讯作者:
    I. Andriunas;Z. Milojević;N. Wade;P. Das
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知道了