Mae dwy ffordd o fodelu'r model batri lithiwm. Un yw cynnal nifer fawr o arbrofion ar y batri, cronni data arbrofol, efelychu'r data a gasglwyd, a chrynhoi cyfraith newid y batri lithiwm; y llall yw cynnal nifer fawr o arbrofion ar y batri lithiwm. Drwy ymchwil ar ymddygiad microsgopig batris, drwy'r disgrifiad o'r ymddygiad microsgopig, gyda chymorth dulliau cyfrifiadurol, sefydlu model damcaniaethol. Ymhlith y modelau batri lithiwm a ddefnyddir yn gyffredin yn bennaf mae model ymwrthedd mewnol, model cylched cyfatebol, model algorithm genetig, model rhwydwaith niwrol a model electrocemegol.
Model batri lithiwm
1. Model ymwrthedd mewnol y model batri lithiwm
Y model ymwrthedd mewnol yw'r model batri symlaf, a ddefnyddir fel arfer i ragweld gallu'r batri []. Yn gyffredinol, mae capasiti batri yn amrywio gyda foltedd ac ymwrthedd mewnol. Gan y bydd y foltedd yn newid yn wahanol o dan wahanol cerrynt rhyddhau, mae ymchwilwyr wedi ceisio sefydlu'r berthynas rhwng ymwrthedd mewnol a chapasiti. Fodd bynnag, nid yw'r ymwrthedd mewnol yn werth cynhenid, ac mae'r model ymwrthedd mewnol yn gofyn am lawer o ddata arbrofol. Er enghraifft, mae capasiti uchaf y batri yn newid ar dymheredd gwahanol, mae foltedd allbwn y batri yn newid ar wahanol gyfraddau cyfredol, ac mae ymwrthedd mewnol y batri yn newid ar dymheredd gwahanol. Yn ôl y data a gafwyd o'r arbrawf, defnyddir ymwrthedd mewnol y batri i bennu gallu'r batri yn unol ag amgylchedd defnydd gwahanol y batri, felly mae'r model yn nes at gronfa ddata.
2. Model cylched cyfatebol o fodel batri lithiwm
Oherwydd bydd y batri'n adlewyrchu rhai o nodweddion ymwrthedd a gallu o dan weithredoedd presennol, v.Johson16.] et al. cynnig y gellir defnyddio'r gylched gyfatebol i adeiladu model batri i efelychu perfformiad deinamig a statig y batri. Cylched gyfatebol sylfaenol batri lithiwm, lle mae V a V yn cynrychioli foltedd cylched agored a foltedd allbwn y batri, R yw ymwrthedd mewnol y batri, ac mae cylched gyfochrog yr RG yn efelychu nodweddion allanol y batri.
3. Model algorithm genetig o fodel batri lithiwm
Yn gyffredinol, gall modelau batri lithiwm sy'n seiliedig ar algorithmau genetig ddadansoddi data arbrofol, datrys hafaliadau a dulliau eraill o adeiladu modelau i efelychu nodweddion batri. Ond oherwydd bod yr adwaith cemegol y tu mewn i'r batri yn gymhleth iawn, mae'n anodd dod o hyd i swyddogaeth addas i ddisgrifio'r model batri. Mae'r algorithm genetig yn hawdd ei gyfrifo, ac mae'r swyddogaeth allbwn yn hyblyg iawn, a gellir ei defnyddio i adeiladu model batri lithiwm.
4. Model rhwydwaith niwrol o fodel batri lithiwm
Ymchwilio i ddichonoldeb defnyddio algorithmau rhwydwaith niwrol i adeiladu modelau batri, adeiladu model batri lithiwm, a rhagfynegi'n llwyddiannus weddill y batris mewn cerbydau trydan.
Cyfunir algorithm y rhwydwaith niwrol a'r algorithm niwl i ddefnyddio'r pwyntiau cryf i wneud iawn am ddiffygion y ddau algorithm i amcangyfrif gweddill capasiti'r batri lithiwm a gwella cywirdeb amcangyfrif yr algorithm sengl.
5. Model electrocemegol y model batri lithiwm
Mae'r model electrocemegol yn seiliedig ar gemeg sylfaenol y batri. Mae prif fodel y batri lithiwm wedi'i sefydlu'n raddol ar sail ymchwil y Gorllewin ym 1982. Wrth astudio electrodau mandyllog sy'n cynnwys gronynnau deunydd gweithredol ffibr, sefydlodd West fodel electrod mandyllog lled-ddau ddimensiwn, gan dybio bod y cyfnod ateb yn y batri yn system ateb deuaidd, sy'n difenwi'r cyfernod gwasgaredig i gyson, a'r broses wasgaru cyfnod solet yw'r cam rheoli, anwybyddir y broses electrocemegol. Gan fod y batri lithiwm hefyd yn system electrod mandyllog, wrth astudio model batri Li:LiClO4:TIS2, mabwysiadwyd dull prosesu tebyg. O ystyried strwythur y batri, cyflwynwyd strwythur y diaffram i'r model. Mae canlyniadau ymchwil Mao et al.yn dangos mai'r teneuwr yw'r gwahan, y mwyaf o bŵer y gall y batri ei ryddhau. Fodd bynnag, gan nad yw'r model hwn yn fodel batri go iawn, nid yw ond yn astudio'r egwyddor o un electrod, ac nid yw'n modelu'r batri yn ei gyfanrwydd, felly ni all y model efelychu nodweddion cemegol y batri'n llawn. Yn y modelau uchod, tybir bod y broses rynggyfrifo lithiwm yn gyflym iawn, felly mae system equilibrim electrocemegol ar y rhyngwyneb electrod/electrolyt. Mewn geiriau eraill, mae crynodiad arwyneb gronynnau OCP (Potensial Cylchdaith Agored) y batri yn gysylltiedig â'r crynodiad electrolyt gerllaw.
Pan oedd Doyle yn astudio Li:PEO3LiCF3SO3:TiS2 batris, sefydlodd fodel batri gwirioneddol yn seiliedig ar y model electrod mandyllog. Defnyddir hafaliad Butler-Wolmer i ddisgrifio'r adwaith electrocemegol sy'n digwydd ar bob electrod, a defnyddir cyfraith Fick i ddisgrifio'r ffenomenon gwasgaredig o ronynnau lithiwm y tu mewn i'r electrod, a thybir bod y cyfernod gwasgaredig yn gyson. Pan fydd adwaith cemegol yn digwydd, mae cyfaint y batri'n newid Esgeuluswyd, yn y diaffram batri, mae lithiwm yn mynd drwy'r diaffram i ffurfio haen o ffilm SEI, sy'n cael ei symleiddio'n ymwrthedd i ffilm. Nid yw'r model batri yn ystyried achosion o adweithiau ochr. Ar sail [1], sefydlodd Fuller [1] et al. hafaliad yn disgrifio nodweddion cemegol batris lithiwm o dan y ddamcaniaeth ateb gwan, a sefydlodd fodel batri lithiwm cyffredinol. Eglurodd yr astudiaeth o Fuller et al. y cysylltiad rhwng potensial cylched agored y batri ocP a'r SOC, ac mae'r gwaith hwn yn arwyddocaol iawn. Mae'r ymchwil yn dangos bod y berthynas rhwng cromlin OCP a SOc yn anslinellol, ac mae'r berthynas rhwng dwysedd presennol a'r gromlin yn agos iawn. Y mwyaf yw cyfradd newid y gromlin OCP a SOc, y mwyaf unffurf yw'r dosbarthiad dwysedd presennol. Yn dilyn hynny, defnyddiodd Nalin a Giacomo et al. y dull elfen gyfyngedig i ddatrys model cemegol y batri lithiwm ar sail y rhagflaenwyr, a chymharu'r model wedi'i ddatrys â'r nodweddion gwirioneddol o ran rhyddhau batris.
