LiCoO2电池正极模拟退火重构及特征化

摘要

对电极多孔复合微孔结构采用实验或数值方法进行重构和特征化分析是锂离子电池孔尺度数值模型的重要组成部分.本文基于实验获得的某商用LiCoO2电池正极孔隙率、组分体积分数、活性材料颗粒粒径分布等参数,结合对电极样本切片的二维FIB/SEM成像经图像处理后提取的相关函数等统计信息,采用模拟退火方法对其微结构进行了数值重建,获得了明确区分活性材料、固体添加物以及孔隙的微结构,重建微结构的重要特性参数与实际电极相一致,孔隙空间的相分布与真实电极较为接近.对重构电极的特征化分析,得到了微结构各组元相的连通性、组分体积分数分布、孔径分布等特征信息.同时,采用D3Q15格子Boltzmann模型(LBM)计算了该重构电极的有效热导率、电解液(或固相)的有效传输系数等有效物性参数.