锂离子电池
“电池模块”的特点是提供最先进的锂离子电池模型，其中包含具有不同老化机制的高保真模型（例如 Newman 模型），并支持一维、二维和全三维建模。除了对电化学反应本身建模以外，您还可以将它们与传热相结合，用于分析由嵌锂膨胀和收缩引起的结构应力和应变。不仅如此，还提供建立异构模型的功能，这些模型可以描述孔隙电解质和电极颗粒的实际形状，对电池微观结构的研究有助于更深入地了解电池的性能。
铅酸电池
本软件包含电解质的离子势和组成，以及固体电极中的电位和孔隙率的因变量，可用于铅酸电池仿真。模型中考虑了固体的溶解和沉积，其中的内置特征还支持您研究各种设计参数如何影响电池的性能，例如电极和隔膜的厚度和几何形状、集流体和馈线的几何形状，等等。
普通电池
“电池模块”的核心是具有正极、负极和隔膜的详细单电池模型。您可以使用对多孔电极的一般描述来定义电极中任意数量的竞争反应，并将其与任意组分的电解质进行耦合。本模块允许您使用浓溶液、稀溶液（Nernst-Planck 方程）理论，并将支持电解质与多孔电极理论相结合，从而描述任何成分的孔隙电解质和隔膜中的电解质。
电池模块支持的建模对象
使用 COMSOL® 软件对电池执行各种电化学分析。
某些参数估计功能可能需要优化模块。
电池模块的特征和功能
“电池模块”提供一套专用工具来模拟电池在不同工作条件下的性能。
电池组建模
为了更快地对三维电池组进行热分析，您可以为电池组中的每个电池使用经过验证的集总（简化）模型。此类模型一旦经过验证，便可以在特定的工作范围内提供极高的精度。“电池模块”包含基于物理场的集总模型，可以用于求解多个空间维度的电化学方程。
单颗粒电池 接口使用一个单独的单颗粒模型分别表征电池的正负极，从而对电池中的电荷分布进行建模。集总电池 接口利用一小组集总参数来添加电池中所有电压损失的总和，这些电压损失源于欧姆电阻和（可选的）电荷转移与扩散过程。为了建立多个集总电池模型并将其连接到三维几何，电池组 接口支持对电池组的热管理进行建模。该接口通常与传热 接口结合使用，其中独有的热事件特征可用于研究热失控传播问题。 不仅如此，您还可以使用电池等效电路 接口根据任意数量的电路元件来定义电池模型。
具有任意数量电化学反应的多孔电极
电池系统和化学物质经常在电极上产生不必要的副反应，您可以研究它们对充放电循环以及自放电的影响。
您可以模拟的典型副反应包括析氢、析氧、固体电解质界面的生长、金属电镀、金属腐蚀和石墨氧化。
全瞬态和阻抗谱研究
电池系统通常是封闭系统，要研究其工作过程非常困难。我们可以使用电位阶跃、电流中断和阻抗谱等瞬态方法来表征工作中的电池。
通过执行瞬态研究，您可以在不同的时间尺度和频率下运行参数估计，从而分离欧姆、动力学、传输以及其他可能导致电池老化的损耗。利用瞬态技术、建模和参数估计，您可以对电池系统的健康状况做出非常准确的估计。
高保真电池建模
锂离子电池 接口用于计算锂离子电池的电位和电流分布，支持使用多种插层电极材料，还包含 SEI 层引起的电压损失。
二元电解质电池 接口用于计算普通电池的电位和电流分布，支持使用多种插层电极材料，此外，还可以包含由于在多孔电极上形成膜而引起的电压损失。
双峰孔隙结构中的插层物质和传递
多孔电池电极中的颗粒既可以是固体（锂离子电极），也可以是多孔（铅酸，镍镉）结构。在固体颗粒情况下，电极中的填充颗粒之间存在孔隙。然而，对于氢和锂这样的小原子，固体颗粒中可能会发生传递和反应。这些插层物质通过沿固体颗粒半径定义的单独扩散-反应方程进行建模，其通量在颗粒表面与在颗粒之间的孔隙电解质中传递的物质相耦合。插层物质和反应是为锂离子电池预定义的，您也可以使用相同的功能来模拟镍氢等电池中的氢插层。
对于多孔颗粒的情况，可以得到双峰孔隙结构：填充颗粒之间的大孔结构和颗粒内部的微孔结构。多孔颗粒的反应-扩散方程的定义方式与固体颗粒中物质的插入方式类似。
内置热力学和材料属性
模块附带的电池材料数据库包含许多通用电极和电解质材料，有助于大幅减少新建电池模型所需的工作量。
在电池系统建模过程中，一个比较耗时且容易出错的步骤是收集输入数据并合理地使用这些数据。例如，在同一参考系中定义正极和负极非常重要。在将平衡电极（半电池）电位纳入同一电池系统模型之前，必须针对相同的参比电极、电解质和温度进行测量或校准。
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