基于WLTC工况电化学-热耦合仿真的NCM锂电池极耳优化分析

电化学-热耦合模型是锂离子电池设计开发过程的关键技术。采用基于WLTC（Worldwide Light-duty Test Cycle）工况的锂离子电池电化学-热耦合模型,分析了111型镍钴锰酸锂电池（Li（Ni_xCo_yMn_z）O₂）同侧极耳分布的方形电池的温度场以及电特性,并优化极耳尺寸及极耳间距。研究发现,WLTC工况下放电倍率对温度场和电特性有显著影响,随着放电倍率的增大,WLTC工况的两个循环结束时刻电池的最大温升和温差均以凹型曲线的趋势升高,放电倍率为2C时温升达12.705 ℃、温差为1.359 ℃;电压曲线的变化趋势也随放电倍率的增大而大幅下降。进一步研究发现,电池的最大温升和温差与正、负极耳的宽度及极耳间距显著相关,当正极耳宽度为 0.03 m,负极耳宽度为0.05 m时,电池的最大温升与温差最小;当正、负极耳间距为0.05 m时,电池的最大温升与温差最小。