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摘要
研究电池电化学过程产热对锂离子电池的热管理至关重要。本工作建立了三元NMC锂离子电池的电化学-热耦合模型，首先通过对该电池进行不同倍率的放电与温度实验测试，验证了该模型在电压和温度变化预测准确性。然后针对不同温度下的表现进行模拟仿真研究。在室温下，无论倍率大小，负极产热总是小于正极产热，虽然负极的极化热高于正极，但其可逆吸热较大，导致产热水平低于正极。而随着放电倍率的增加，正极产热所占比例减小，负极所占比例先增加后减小，而集流体产热所占比例持续增加。然而，低温条件下的电池放电表现出与室温情况不同的产热特性，首先，低温导致低倍率负极产热率比例大大增加，负极可逆热为总可逆热的主要贡献热。而高倍率负极产热率减少，正极则呈相反趋势。其次在低温下放电时间随倍率增加呈现不同趋势，高倍率下放电电压快速降低导致放电不完全，在低倍率0.5～1 C放电运行时出现了电压反弹现象但基本放电完全，这是由于低温限制了负极颗粒内部锂离子及时向外扩散，造成电阻增加与电压快速降低，同时大量产热导致自身温升，从而在低倍率下获得电压反弹并保持持续放电的能力。
- 出版日期2023
- 单位上海工程技术大学
