Continuum modeling of electrochemomechanical phenomena by a variational approachwith application to all solid state batteries
通过变分法对电化学机械现象进行连续建模并应用于所有固态电池
基本信息
- 批准号:405489278
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Fellowships
- 财政年份:2018
- 资助国家:德国
- 起止时间:2017-12-31 至 2020-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
All solid state lithium-ion batteries are a promising battery design, which has several advantages over liquid electrolyte based lithium-ion batteries. However, significant effort is expected to be required to solve several issues like mechanical degradation and insufficient rate capability of all solid state lithium-ion batteries. In this context, modeling of the relevant phenomena can help to fully understand and reduce/eliminate these problems. The present research aims at the development and numerical evaluation of an appropriate electrochemomechanical continuum modeling approach, which is applicable on the macro-scale as well as on the micro-scale. The model will be stated in terms of a rate-type variational principle, thereby enabling for a rather compact, thermodynamically consistent formulation. Moreover, the variational principle allows for the application of robust and efficient numerical solution schemes, which will likewise be developed. The resulting space-time discrete formulation will be applied to the modeling of problems representative of situations occurring in the context of all solid state lithium-ion batteries. This is intended to provide the basis for future systematic studies and optimization of the properties of all solid state lithium-ion batteries.
全固态锂离子电池是一种很有前途的电池设计,它比基于液体电解液的锂离子电池有几个优点。然而,预计需要做出重大努力来解决几个问题,如机械退化和所有固态锂离子电池的充放电能力不足。在这种情况下,对相关现象进行建模有助于充分理解和减少/消除这些问题。本研究旨在开发一种既适用于宏观尺度又适用于微观尺度的合适的电化学-机械连续介质建模方法,并对其进行数值评估。该模型将以速率型变分原理表示,从而实现相当紧凑的、热力学上一致的公式。此外,变分原理允许应用稳健和有效的数值解方案,这也将被开发出来。由此产生的时空离散公式将被应用于对所有固态锂离子电池中发生的情况所代表的问题的建模。旨在为今后系统研究和优化全固态锂离子电池的性能提供依据。
项目成果
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