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LiCoO2电池正极微结构重构及有效传输系数预测 被引量：4
1
作者 吴伟 蒋方明 曾建邦 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2361-2370,共10页
采用Monte Carlo方法重构了LiCoO2电池正极的三维微结构,重构单元的特征尺寸为几十纳米量级,从而得到了明确区分活性材料、固体添加物以及孔相(电解液)的微结构.通过对重构电极的特征化分析,得到了微结构中特定相的连通性和扭曲率、组... 采用Monte Carlo方法重构了LiCoO2电池正极的三维微结构,重构单元的特征尺寸为几十纳米量级,从而得到了明确区分活性材料、固体添加物以及孔相(电解液)的微结构.通过对重构电极的特征化分析,得到了微结构中特定相的连通性和扭曲率、组分体积分数的空间分布、比表面积、孔径分布等特征信息.采用D3Q15格子Boltzmann模型(LBM)计算了该重构电极的有效热导率、电解液(或固相)的有效传输系数.同时发现,与随机行走方法以及Bruggemann关系式计算获得的扭曲率数值相比,LBM预测值更可靠. 展开更多
关键词 锂离子电池孔尺度模型 微结构重建 MONTE CARLO方法 特征化 扭曲率 有效传输系数 格子BOLTZMANN方法 随机行走方法
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锂离子电池介观尺度光滑粒子水力学模型 被引量：3
2
作者 曾建邦 蒋方明 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2371-2384,共14页
针对锂离子电池内耦合电化学反应的多物理传输过程,采用光滑粒子水力学数值技术,开发了可以考虑电极(包括隔膜)介观微结构的数值模型.以电极中固体活性物颗粒尺寸为主要考虑参数,初步探讨了该模型用于电极介观微结构设计的可行性.模型... 针对锂离子电池内耦合电化学反应的多物理传输过程,采用光滑粒子水力学数值技术,开发了可以考虑电极(包括隔膜)介观微结构的数值模型.以电极中固体活性物颗粒尺寸为主要考虑参数,初步探讨了该模型用于电极介观微结构设计的可行性.模型模拟得到放电过程中电池内部Li/Li+浓度场、固/液相电势场以及交换流密度等微观细节分布,以及电池宏观性能如输出电压等,据此可以分析并揭示电池放电过程的基础物理化学机制、电池宏观性能与构成电极的固体活性物颗粒尺寸之间的关联.研究还发现:当阴、阳极固体活性物颗粒尺寸均较小时,固体活性物颗粒内部Li分布更为均匀,电化学反应更均匀发生,电池输出电压最高. 展开更多
关键词 光滑粒子水力学 锂离子电池 介观尺度 多物理传输过程 固体活性物颗粒尺寸
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充液量对回路热管性能的影响 被引量：6
3
作者 王亦伟 岑继文 +1 位作者 蒋方明 刘培 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期676-681,共6页
实验研究了以Cu粉烧结块为吸液芯、Al制太阳花散热器为冷凝器的回路热管(LHP)在不同充液率条件下充入工质为无水乙醇后的启动、温度波动以及热阻等传热性能。Cu粉烧结块吸液芯相对丝网吸收层可以产生更大的毛细力,Al制太阳花散热器可以... 实验研究了以Cu粉烧结块为吸液芯、Al制太阳花散热器为冷凝器的回路热管(LHP)在不同充液率条件下充入工质为无水乙醇后的启动、温度波动以及热阻等传热性能。Cu粉烧结块吸液芯相对丝网吸收层可以产生更大的毛细力,Al制太阳花散热器可以使整个LHP更轻便,利于不同安装场合的应用。研究结果表明:1)LHP的启动受热负荷大小和充液率共同作用;2)温度波动随功率的增加而变得平缓,而随着充液率的增加,温度波动频率却有所上升;3)充液率影响LHP的热阻变化,最佳充液率为60%。 展开更多
关键词 回路热管(LHP) 充液率 烧结吸液芯 启动性能 热阻
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气泡成核过程的格子Boltzmann方法模拟 被引量：4
4
作者 曾建邦 李隆键 蒋方明 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第17期386-396,共11页
利用精确差分格子Boltzmann模型探讨水在特定温度下的亚稳态及不稳定平衡态,获得等温相变过程中形成气泡和液滴的条件,模型预测结果与理论解符合良好.在该等温模型的基础上耦合能量方程,通过调节流体-壁面相互作用力获得不同的气泡与固... 利用精确差分格子Boltzmann模型探讨水在特定温度下的亚稳态及不稳定平衡态,获得等温相变过程中形成气泡和液滴的条件,模型预测结果与理论解符合良好.在该等温模型的基础上耦合能量方程,通过调节流体-壁面相互作用力获得不同的气泡与固壁间接触角,从而建立了一种新的描述气液相变的格子Boltzmann理论模型.利用该新模型模拟不同流体-壁面相互作用力下凹坑气泡成核过程,再现了气泡成核过程中的三阶段特性;探讨了接触角、曲率半径及气泡体积随气泡成核过程的变化关系,获得了与文献结果定性符合的曲率-气泡体积关系曲线. 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 气泡成核过程 气液相变 接触角
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LiCoO2电池正极微结构模拟退火重构及传输物性预测 被引量：2
5
作者 吴伟 蒋方明 曾建邦 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期345-356,共12页
采用实验或数值方法对多孔复合电极微结构进行重构和特征化不仅是锂离子电池介观尺度数值模型的重要组成部分,也是通过数值技术由底向上进行电极微结构虚拟设计与优化的基础.本文以某商用LiCoO2电池正极的孔隙率、电极组成材料的组分体... 采用实验或数值方法对多孔复合电极微结构进行重构和特征化不仅是锂离子电池介观尺度数值模型的重要组成部分,也是通过数值技术由底向上进行电极微结构虚拟设计与优化的基础.本文以某商用LiCoO2电池正极的孔隙率、电极组成材料的组分体积分数、活性材料颗粒粒径分布、相关函数等重要结构与统计信息作为输入参数,采用模拟退火法对其微结构进行了数值重建,得到了明确区分活性材料、固体添加物以及孔相(电解液)的微结构,其重要特性参数与实际电极一致.对重构电极的特征化分析,得到了电极内部各组分的连通性、孔径分布等特征信息.同时,采用D3Q15格子Boltzmann模型计算了重构电极的有效热导率以及电解液(或固相)的有效传输系数.与随机行走模拟或Bruggemann等经验公式相比,基于实际电极微结构细节信息的介观数值方法对多孔电极有效传输系数的预测更为准确可靠. 展开更多
关键词 有效物性参数 锂离子电池介观模型 模拟退火法 格子BOLTZMANN方法
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