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申请/专利权人：南京工业大学

摘要：本发明的一种锂离子电池在充放电过程中荷电状态变化的热失控‑电化学耦合模型的建模方法，属于锂离子电池安全技术领域，包括以下步骤：S1：建立在不同荷电状态下电池的三维热失控模型；S21：装配电池正负极材料半电池；S22：测试正负极的平衡电位和熵热系数；S23：获得电池表面和环境温度的换热系数；S24：测量电池的温度和电压变化曲线；S25：建立化学模型，将电化学参数带入到模型中模拟结果，将模拟结果与真实的实验结果对比；S3：将电化学模型中的温度与不同荷电状态下的三维热失控模型中的平均温度一致进行耦合，设置耦合后的限制条件。该方法能荷电状态变化的热失控模型和电化学耦合，探究的电池热失控现象更加全面。

主权项：1.一种锂离子电池在充放电过程中荷电状态变化的热失控-电化学耦合模型的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立在不同荷电状态下电池的三维热失控模型；S2：建立在不同环境温度和放电倍率下的一维电化学模型，并验证可行性；S21：装配电池正负极材料半电池，挑选出容量和性能稳定的半电池备用；S22：分别在高低温试验箱和电池测试系统中测试正负极的平衡电位和熵热系数；S23：在高低温试验箱中测量电池在高温下冷却到室温的电池表面温度曲线，与仿真结果对比，获得电池表面和环境温度的换热系数；S24：在高低温试验箱中测量电池在环境温度为25℃、35℃和45℃条件下电池在1C、2C和3C条件下电池的温度和电压变化曲线；S25：建立电池的一维电化学模型，将S22-S23中的电化学参数带入到一维电化学模型中，获得一维电化学热失控模拟结果，将该一维电化学热失控模拟结果与S24中真实的实验结果对比，验证模型的可行性；S3：将一维电化学模型中的温度与不同荷电状态下的三维热失控模型中的平均温度一致进行耦合，设置耦合后的限制条件；步骤S3中，定义Q为：Q＝Qtotal,100％×90％SOC100％+Qtotal,80％×70％SOC90％+Qtotal,60％×50％SOC70％+Qtotal,40％×30％SOC50％+Qtotal,20％×10％SOC30％+Qtotal,0％×0％SOC10％；其中，Q表示热失控反应过程中的化学反应热源；SOC表示为荷电状态；Qtotal表示为电池的热源项，主要由电池负极与电解液之间的反应热、电池正极和负极之间的反应热、电池正极反应热和隔膜反应热组成。

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百度查询： 南京工业大学 锂离子电池在充放电过程中荷电状态变化的热失控-电化学耦合模型的建模方法