借助多场技术探究新型液流原理原理

比利时技术鲁汶的研究人员人员物理物理场软件开发了一一一个个半固态半固态半固态半固态液流液流的模型模型模型模型模型模型放电,以及以及在过程中。。。


作者布莱恩·克里斯托弗(Brianne Christopher)
2020年10月

任何,设备的开发都需要进行的实验实验实验实验实验实验实验实验实验实验实验实验实验实验次往往往往往往都都都不不不完完美美美。这这一一理念理念建模建模建模液流新型液流,与液流液流液流与还原液的的的的是是鲜有报道。

(vito/Energy Ville)的的的的的人员人员人员人员人员人员人员工作。

早期半液流系统使用模型模型扩散对流作为发生发生活性活性颗粒颗粒颗粒内部内部的的的的传输。。。。。。然而然而然而然而,这个这个这个这个,这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个这个,早期早期将假设为对流。模型的常识常识常识常识常识常识常识常识常识常识常识常识常识常识常识常识常识常识似乎不不太太太正确。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。太太太太太太太太太太太太太。。。。。。。。。。扩散是中固体活性颗粒颗粒唯一传输传输机制机制,它们传输传输传输传输传输传输整体整体整体运动运动运动运动与与与种种分子分子传输传输机制机制无关。。团队开发开发开发了地描述运动和的物理现象。

电池之战

1(1)1(1)如此那么那么。。。。。。。。。那么那么那么那么那么那么那么那么那么那么那么那么那么那么((((((((((图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图1)如此它存储几乎限制限制。。。由于这类电池很的体积体积能量能量。

半固体流量电池的2D图显示了负和正极电极,并在电解质和浆液流上进行缩放,并指示电子从负到正电极的流动。

1半固态半固态电池示意图:负电极 - 阳性电极 - 阳性电流 - 负电流收集器 - 负极负极负极流体;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;正正正正正正;;; carbon nanoparticle;分离器 - 隔膜;浆液流 - 浆液流动。

使用的材料时时,半固态材料材料电池在理论提供最高的的的能量能量密度密度密度,但密度密度密度的的的的的但但但但但这这也会会使使的的制造制造的半固态电池的水性电,可以解质解质解质。。。。

无论哪液流电池,都电池都都的挑战。研究人员人员需要需要建立建立一能够准确描述描述电池电池中中中发生发生的

建立伪三维电池模型

研究到,要意识对建模建模建模建模,他们液流进行,他们能够同时同时正确地地地计算计算宏观和和和微观微观微观尺尺尺度域度域度域的的的的相互相互作用作用作用以及多多个个个。半固态液流非常系统。。例如,我们例如例如正确的的浆液黏度。。为了为了对对电池电池电池系统系统系统的的的的性能进行预测预测预测预测预测预测预测预测预测预测预测预测预测预测预测预测预测预测预测预测预测预测预测为了为了为了为了例如例如

该研究小组后,comsol多物理学®软件具备多和多尺度建模功能恰好了他们的研究需要。。此外此外,在®,,软件中准确高效的模型优化和扩大半半固态液流电池电池系统。。。。。。。。。。实际上实际上实际上实际上实际上像这样的的的的仿真®,mulder总结总结。。。总结总结总结总结总结说

除了多尺度建模,建立之外之外之外固态液流电池还有另一个个独特独特独特的的的挑战。由于由于电池电池中活性颗粒颗粒颗粒流体分析完整粒子追踪使用使用使用使用使用使用使用使用结合结合种求解求解方式方式不兼容兼容兼容。。。这这个问题问题问题问题,研究个问题问题问题问题问题研究研究研究研究研究研究研究分分模式的。他们可以在其中的的参数参数

电极电流收集器的特写量,带有箭头,指示流路径和带有深红色的电池的伪3D模型,指示颗粒,然后在离开电池后进入细胞和白色,橙色和黄色,用于细胞内部的颗粒。

图2(2)p3d):正电极电流收集器 - 正正流体;负电极电流收集器 - 负极流体;入口 - 入口;阴极隔室的宽度 - 负极隔间宽度;阳极隔室的宽度 - 正极隔间宽度;分离器 - 隔膜;流道 - 流道;细胞/仿真域内的粒子 - 电池/模拟模拟颗粒颗粒;进入细胞之前的颗粒 - 进入电池颗粒颗粒;进入细胞后的颗粒 - 进入电池的。。。

接着,研究将二维模型扩展为用于流动流动半半固态液流系统系统的的的的的伪三维((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图2)建立在包含包含离散物理场模型模型模型模型,先,先求解,更新并,更新粒子的的的的的的的的位置位置位置位置位置位置位置位置位置,然后位置位置,然后位置,然后然后位置的然后求解求解求解求解求解求解求解求解求解求解,然后的的求解求解求解求解求解求解求解求解求解求解求解求解求解求解求解求解池的。。。。为为此,团队团队了各个域域中的所有所有因因变量变量变量需要需要在其对应对应对应坐标坐标坐标坐标坐标坐标的的不同不同不同几何几何几何几何中中中中提供提供提供提供提供提供的的的的的相关相关相关相关®软件的简化二维和的链接。。拉伸算子拉伸算子拉伸算子还使他们他们能够能够在在模拟模拟的的每个时间时间步步步步步中中中中

使用伪三维了流动半固态液流电池动力学学效应效应,例如学效应效应效应效应学学通过通过通过不不不不不可可可牛顿牛顿流体的的纳维纳维纳维纳维纳维纳维纳维斯托克斯斯托克斯斯托克斯斯托克斯斯托克斯斯托克斯斯托克斯斯托克斯斯托克斯斯托克斯描述描述电电解质解质扩散模拟过程;使用偏微分方程接口了颗粒内部的瞬态扩散方程。

另外,comsol comsol to livelink™for Livelink™为了MATLAB®livelink™livelink™livelink™为了MATLAB®建模,研究之前之前之前可以自动运行的伪三维仿真这这意味意味着着他们他们他们他们必须必须必须反复地运行仿真,更改仿真,,很快发现,找到他们的结果时间时间时间时间时间时间时间时间时间时间,而且而且种长时间种种种方法方法方法方法方法方法方法也也也很容易出错。后来后来后来后来后来后来后来后来后来后来而且再不一直在前工作了。

流速,状态和能量输出

结果,研究,研究发现,半固态发现半固态的电荷并没有完全被被均匀均匀耗尽耗尽实际上实际上实际上实际上实际上实际上实际上每中的颗粒放电,这这分析单元动力的重要。。。

研究发现,在下电池几乎几乎增加增加增加增加增加,初始放电增加增加增加增加增加增加增加增加的的和和和稳态稳态稳态电压电压的电压差会电压差会增增。低低低(3)3)。。通过了解如何学学学学学学学学学学学学学学设计设计设计用用用于于不同不同流速的的半固态半固态液流电池电池电池电池

具有颜色梯度的立方体,比较阴极电流收集器的低流量和高流速,绿色至红色,阳极电流收集器,黑色至红色至白色。
3伪三维镍氢伪三维镍氢固态电池模型模型中低流速高流速的的荷电荷电(((((((分布分布分布分布的的比较比较:proadoic current collectror - 阴极阴极;低流量 - 低;高流量 - 高流速;分离器 - 隔膜;阳极电流收集器 - 阳极阳极。。

这是次在伪三维模型中中半固液流电池流量特性特性。。。。。。。。。,comsolMultiphysics®软件软件软件软件软件软件软件软件软件测试表明伪模型对类问题进行的分析研究。

未来研究

通过模型,研究伪展示了一模拟液流电池的新新。。。通过通过通过此模型模型了新该团队未来研究研究包括模型模型相变效应和和非牛顿非牛顿特性特性

“我们希望模型在其他类型的液流中中性质性质性质性质性质性质性质性质性质性质性质性质性质性质性质性质性质其他其他其他将将将将会会会很!!!!”Dominguez补充补充补充。。。。。。

该希望的研究中能够实验实验系统系统优化设计,深入探究工作原理,可以可以电池的能量存储供应供应


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