تحلیل اثر مدت استراحت چرخه ۱C استراحت بر برآورد هیسترزیس ولتاژ در LFP

هیسترزیس ولتاژ یکی از چالشهای کلیدی در عملکرد الکترودهای فسفات آهن لیتیوم (LFP) است که کاهش آن می تواند به بهبود بازده و پایداری باتریهای لیتیوم یون منجر شود. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار ۶.۳ COMSOL Multiphysics و مدلسازی دوفازی روشی برای ارزیابی عددی هیسترزیس قطبی شدن ارائه شد. ساختار مدل بر پایه یک الکترود متخلخل و پروتکل بارگذاری شامل پالسهای جریان و دوره های استراحت طراحی شده است. متغیر اصلی، مطالعه شعاع ذرات فعال (rp) بوده که در پنج مقدار مختلف شبیه سازی و مقایسه شده است. برای هر سناریو سه شاخص عملکردی شامل ظرفیت چرخهای حداکثر افت ولتاژ و مساحت حلقه ولتاژ ظرفیت به عنوان معیار هیسترزیس استخراج گردید. نتایج نشان دادند که مقدار بهینه برای شعاع ذره، برابر با ۰.۷۵ میکرون است که منجر به کاهش محسوس هیسترزیس ۰.۰۳۸۷۰mAh/cm۲، حفظ ظرفیت بالا ۱.۹۲mAh/cm۲ و افت ولتاژ پایین ۰.۱۱ ولت شد. این مقاله نشان میدهد که میتوان با مدلی سبک و قابل اجرا در کمتر از دو ساعت بهینه سازی ساختاری دقیقی برای کاهش هیسترزیس در الکترودهای LFP انجام داد.

کلیدواژه ها:

هیسترزیس ولتاژ ، فسفات آهن لیتیوم ، نرم افزار کامسول ، قطبی شدن ، بهینه سازی شعاع ذره