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《鋰離子電池原理與仿真計算》

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《鋰離子電池原理與仿真計算》

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作品簡介：

《鋰離子電池原理與仿真計算》系統介紹了鋰離子電池的基本原理，內容涵蓋電化學基礎知識、多孔電極理論、模型參數及其表征方法、COMSOL軟件的使用及電化學-熱耦合模型等，涉及電、熱、力、安全、工藝、新技術等多個領域。全書分為11個章節，逐步展開鋰離子電池的運行機理，同時探討了研究過程中遇到的關鍵技術挑戰。

此書為鋰電行業的從業者，特別是鋰電池研發人員，提供了全面而深人的鋰電池仿真研究指導。通過清晰的邏輯結構和詳實的理論講解，讀者能夠逐步建立對鋰離子電池的全面理解，并學會運用仿真技術解決研發中的實際問題。

書籍目錄：
1. 鋰離子電池電化學原理
1.1電池的發展史
1.2鋰離子電池材料發展史
1.3鋰離子電池熱力學原理
1.4鋰離子電池動力學原理
2. 鋰離子電池多孔電極理論
2.1多孔介質簡介
2.2多孔電極理論
2.3多孔電極的宏觀描述
2.4平均量
2.5溶質的物料守恒
2.6插層電極的物料守恒
2.7電中性和電荷守恒
2.8法拉第過程
2.9雙電層效應
2.10傳輸過程
2.11熱效應
2.12物理性質的估算
2.13總結
3. 多孔電極模型參數與表征手段
3.1存在的問題
3.2P2D模型變量與參數
3.3參數表征
3.4測量/擬合技術
3.5電極參數
3.6電解質參數
4. COMSOL軟件簡介及操作方法
4.1數理方程簡述
4.2電-熱多物理場仿真
4.3有限元發展的歷史
4.4基于偏微分方程的仿真建模
4.5COMSOL電化學模塊
4.6電池建模類型
4.7小結
4.8鋰離子電池P2D模型
4.9 P2D建模操作步驟
5. 電化學-熱耦合原理與建模
5.1研究現狀
5.2電化學-熱耦合原理
5.3電化學模型控制方程
5.4熱模型控制方程
5.5模型參數
5.6熱物性參數計算
5.7散熱計算
5.8熱物性參數實驗
6. 鋰離子電池熱失控原理與建模
6.1鋰離子電池安全背景
6.2熱失控誘因
6.3熱失控的溫度特征
6.4熱失控過程中的反應
6.5熱失控模型構建
6.6熱失控防護措施
7. 鋰離子電池針刺原理與建模
7.1針刺測試目的
7.2針刺測試標準
7.3針刺過程機理
7.4針刺測試影響因素研究
7.5針刺模型
8. 電池異構模型仿真
8.1研究意義
8.2電極微觀結構研究方向
8.3微觀成像與結構表征
8.4隨機重構
8.5預測建模
8.6基于機器學習的設計
8.7總結與展望
9.電解液浸潤原理與建模
9.1電解液浸潤研究背景
9.2電池注液過程
9.3影響電解液浸潤的因素
9.4電解液浸潤模擬研究進展
10. 鋰離子電池鋰枝晶原理與建模
10.1鋰金屬電池鋰枝晶
10.2鋰枝晶的危害
10.3鋰枝晶的抑制方法
10.4鋰枝晶生長模型
10.5鋰枝晶檢測方法
11. 新型二次電池原理與模型
11.1電池行業發展的現狀
11.2電池體系的新方向簡介
11.3鈉離子電池
11.4全固態電池
11.5 結論