基于电化学模型的 全固态锂离子电池的放电行为

洪 树，汤依伟，贾 明，艾立华，殷宝华，李 劼

(1. 中南大学 冶金与环境学院，长沙 410083； 2. 湖南艾华集团股份有限公司，益阳 413002)

锂离子电池因工作电压、能量密度大、无记忆效应等优点[1-4]，已经广泛地应用于各类便携式电子产品中。近年来，其应用正在向电动自行车、纯电动汽车、混合动力汽车等领域拓展[5-6]。然而，锂离子电池在应用过程中出现燃烧、爆炸的现象层出不穷，引发的安全问题引起了普遍关注。

高活性有机电解液的使用是引起锂离子电池安全问题的主要因素，在过度充放电、内部短路等异常情况发生时，电池内部发热，可能造成电解液挥发、燃烧甚至爆炸[7]。采用固态电解质可以很好地避免由于 有机溶剂的不足引起的安全问题，极大地提高锂离子电池的安全性。 目前，关于固体电解质的开发及性能改善方面已有很多报道，其性能已经接近产业化要求，且不断有全固态电池样品面世，研究重点已经从固体电解质材料性能的提升转移到在全电池中的应用。

传统的实验方法对固体电解质进行应用研究时，需要制备出电池样品并进行测试，原材料、人力和时间成本高，并且无法对电池内部的变化进行实时微观量化处理。数值仿真技术可以有效弥补传统实验方法的不足，提高研究效率。因此，建立合适的电池模型对研究全固态锂离子电池的性能和推动其产业化进程有着举足轻重的作用[8-11]。当前，根据电化学机理建立的电化学模型对液态电解质锂离子电池已比较完善。……