钒电池机械失效以及力学对电化学作用机制数值分析

目录

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摘要

第1章绪论

1．1选题背景

1．2氧化还原液流电池

1．3全钒氧化还原液流电池

1．3．1钒电池工作原理

1．3．2钒电池的结构

1．3．3钒电池的关键材料

1．3．4钒电池的技术特点

1．4钒电池的技术发展和研究现状

1．4．1钒电池的技术发展

1．4．2钒电池的应用发展

1．4．3钒电池存在的问题和研究现状

1．5电池的机械可靠性及研究进展

1．5．1锂电池的机械失效及分析

1．5．2燃料电池的机械失效及分析

1．5．3液流电池的机械失效及分析

1．6电池的力学对电化学作用机制研究进展

1．7论文的研究意义及内容

第2章钒电池应力分布和材料失效的力学行为数值分析

2．1数值模型构建

2．1．1 电池结构

2．1．2组件材料以及模型假设

2．1．3控制方程

2．1．4边界条件和初始条件

2．1．5网格独立性分析

2．2结果与讨论

2．2．1单电池的力学行为

2．2．2多电池电堆

2．3小结

第3章基于力学行为和Weibull统计的钒电池堆失效分析

3．1实验与理论背景

3．1．1双极板及导流板的制备

3．1．2机械性能和拉伸试验

3．1．3 Weibull统计理论

3．1．4失效概率计算

3．1．5有限元模型构建

3．2结果和讨论

3．2．1关键部件的Weibull统计

3．2．2电池堆的力学行为

3．2．3 20组电池电堆的失效概率

3．2．4 20组电池加厚板电堆的失效概率

3．3 小结

第4章装配力对钒电池电化学性能及机械可靠性的影响

4．1理论模型构建

4．1．1力学模型

4．1．2机械和电化学模型耦合

4．1．3物质传递与动力学

4．2实验与理论背景

4．2．1接触内阻的测量

4．2．2欧姆内阻和极化

4．3结果与讨论

4．3．1 钒电池装配体中电极的力学行为

4．3．2电解液的流动与传质

4．3．3活化极化和浓差极化

4．3．4接触电阻与欧姆极化

4．3．5 电池电压和功率密度

4．4小结

第5章结论

展望

参考文献

附录

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果