能量存儲(chǔ)中多物理場(chǎng)耦合研究

近年來，對(duì)于改進(jìn)能量存儲(chǔ)裝置的需求日益增加，目的在于改善裝置的性能（能量和功率）、安全性和可靠性，該裝置主要用于車輛電氣化和可再生能源集成以及電網(wǎng)的存儲(chǔ)。這些能量存儲(chǔ)裝置的共同點(diǎn)在于它們都是由混合功能材料組成的復(fù)雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。這些材料支持多種耦合的物理化學(xué)過程，包括電極和電解質(zhì)中電子和離子的擴(kuò)散、電化學(xué)反應(yīng)、相變反應(yīng)，以及多孔電極中應(yīng)力的產(chǎn)生。因此，這種電化學(xué)能量存儲(chǔ)裝置的性能和壽命由集成不同時(shí)間和長(zhǎng)度方法的大規(guī)模多尺度計(jì)算得出。對(duì)用于車輛電氣化、可再生能源集成和電網(wǎng)存儲(chǔ)的電化學(xué)能量存儲(chǔ)裝置的持續(xù)改進(jìn)取決于對(duì)多尺度、多物理場(chǎng)過程的理解程度。數(shù)值模擬、機(jī)械性能研究、熱電化學(xué)反應(yīng)中的特性研究，對(duì)于多物理場(chǎng)耦合的研究起著重要作用。美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)的電化學(xué)能源轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)技術(shù)委員會(huì)組織了一個(gè)關(guān)于最新能源存儲(chǔ)挑戰(zhàn)的研討會(huì)。討論了與能量存儲(chǔ)設(shè)備多物理耦合相關(guān)的幾個(gè)關(guān)鍵問題：①鋰離子化學(xué)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)（如Li空氣和Li-S）；②耦合電化學(xué)、熱物理學(xué)和機(jī)械物理學(xué)；③跨越長(zhǎng)度尺度的物理過程建模和表征；④中尺度模式下物理學(xué)領(lǐng)域的微觀結(jié)構(gòu)-傳輸-化學(xué)作用。

刊名：Journal of Electroch- emical Energy Conversion and Storage（英）

刊期：2016年第13期

作者：Partha P.Mukherjee et al

編譯：馬曉宇