RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Математические заметки СВФУ // Архив

Математические заметки СВФУ, 2018, том 25, выпуск 4, страницы 102–114 (Mi svfu237)

Математическое моделирование

Численное моделирование термо-электрохимических процессов в Li-ion аккумуляторах

П. Е. Захаров, М. А. Никифорова

Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, Международная научно-исследовательская лаборатория "Многомасштабное математическое моделирование и компьютерные вычисления", ул. Кулаковского, 42, Якутск 677891

Аннотация: Рассматривается численное моделирование термо-электрохимических процессов Li-ion аккумулятора на микроуровне. Математическая модель термоэлектрохимических процессов описывается нелинейными уравнениями для концентрации, потенциала и температуры. Область расчета состоит из трех подобластей: два электрода и электролит. На интерфейсе электродов и электролита происходит процесс интеркаляции и деинтеркаляции ионов лития, который описывается нелинейным уравнением Ботлера–Волмера. Основная сложность в численной реализации состоит в разрывности концентрации и потенциала на интерфейсе подобластей. Для учета разрывности в аппроксимации по пространству связанной системы используются смешанные конечные элементы: разрывные элементы Галеркина для концентрации, потенциала и непрерывные элементы Галеркина для температуры. Аппроксимация по времени выполнена с использованием чисто неявной схемы. Нелинейная система уравнений, полученная при аппроксимации, решается методом Ньютона.

Ключевые слова: Li-ion аккумулятор, термо-электрохимический процесс, уравнение Ботлера–Волмера, метод конечных элементов.

УДК: 519.6

Поступила в редакцию: 16.10.2018
Исправленный вариант: 02.11.2018
Принята в печать: 13.11.2018

DOI: 10.25587/SVFU.2018.100.20557



Реферативные базы данных:


© МИАН, 2024