کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7727904 1497909 2016 11 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Computational study of electro-convection effects on dendrite growth in batteries
ترجمه فارسی عنوان
مطالعه محاسباتی اثرات الکتروشیمیایی بر رشد دندریت در باتری
کلمات کلیدی
الکتروشوک، رشد دندریت، باتری، هیدرودینامیک ذرات صاف، مدل سازی محاسباتی،
ترجمه چکیده
تشکیل دندریت بر روی سطح آند از باتری نزدیک به ایمنی و ظرفیت باطری های با تراکم انرژی مرتبط است، در نتیجه سرکوب رشد دندریت به طور قابل توجهی عملکرد باتری را بهبود می بخشد. بسیاری از گزارش های تجربی نشان می دهد که جابجایی در نزدیکی محل تولد دندریت می تواند حمل و نقل جرم محلی را تغییر دهد و در نهایت بر رشد دندریت اثر می گذارد. بررسی اثر متقابل در باتری ها، توسعه استراتژی هایی را برای مهار رشد دندریت در الکترولیت کنترلی هدایت می کند. اکثر مدل های محاسباتی الکتریکی کنتاکتور برای مطالعات رشد دندریتی بر اساس چارچوب هایولرین هستند. این روش ها مدل سازی مرزهای متحرک مرتبط با رشد دندریت را مشکل می کند و در شبیه سازی حرکت سیال کنتراست کارایی کمتر در محاسبات دارند. در این مقاله، روش لاگرانژ مبتنی بر ذره ای بدون مش را برای حل چالش های مدل های الکتریکی کنترلی اویلر مبتنی بر شبکه استفاده می کنیم. مدل توسعه یافته با مقایسه راه حل های تحلیلی، از جمله تایید مهاجرت یون و پتانسیل الکتریکی، تایید شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که رشد دندریت پیش بینی شده و الگوهای جریان الکتریکی کنونی با نتایج آزمایشگاهی در مراحل رشد زودرس دندریت همخوانی دارد. مطالعات پارامتری نشان می دهد که الکترولیت های ویسکوزیته پایین باعث کاهش رشد دندریت با افزایش انتقال جرم یون ها در نزدیکی رابط آند / الکترولیت می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه شیمی الکتروشیمی
پیش نمایش مقاله
مطالعه محاسباتی اثرات الکتروشیمیایی بر رشد دندریت در باتری
چکیده انگلیسی
Dendrite formation on the anode surface of a battery is closely related to the safety and capacity of high energy density batteries, thus suppressing dendrite growth will significantly improve the performance of batteries. Many experimental reports reveal that convection near the dendrite nucleation site can change the local mass transport, and ultimately affect dendrite growth. Investigation of the convection effect in batteries will guide the development of strategies to suppress dendrite growth in a convective electrolyte. Most of the existing electro-convection computational models for dendrite growth studies are based on Eulerian frameworks. These methods have difficulty modeling the moving boundaries associated with dendrite growth and are less computationally efficient in simulating convective fluid motion. In this paper we adopt a mesh-free particle based Lagrangian method to address the challenges of previous grid based Eulerian electro-convection models. The developed model is verified by comparison to analytical solutions, including verification of ion migration and the electric potential. Simulation results show that the predicted dendrite growth and electro-convective flow patterns compare well with experimental results during early dendrite growth stages. Parametric studies reveal that low viscosity electrolytes suppress the dendrite growth by increasing the mass transport of ions near the anode/electrolyte interface.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Power Sources - Volume 323, 15 August 2016, Pages 67-77
نویسندگان
, ,