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摘要
锂离子电池电极是决定电池性能优劣的关键因素，在多孔电极理论基础上引入分形理论，重构电极的微结构，考虑结构参数以及温度对有效扩散系数的影响，推导出锂离子在固、液相中有效扩散系数的理论模型，对其影响因素进行分析；建立热-化耦合模型，分析热模型与电化学模型之间的关系；模拟放电过程，探究不同固、液相有效扩散系数对放电性能的影响。结果表明，液相中锂离子的有效扩散系数随面积分形维数、孔隙度以及温度增大而增大，随迂曲分形维数增大而减小；固相有效扩散系数随面积分形维数增大而减小；在相对高倍率放电的情况下，改变负极颗粒粒径大小及分布，使得电极微观结构发生变化，从而使锂离子在固、液相中有效扩散系数发生变化，进一步影响了电池的最大放电容量。本工作为锂离子电池电极的制造提供了基础理论参考。
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单位昆明理工大学; 机电工程学院
