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J-GLOBAL ID：201302259019228213   整理番号：13A0071811

リチウムイオン電池における高率放電の対流輸送理論

A convective transport theory for high rate discharge in lithium ion cells

著者 (2件)： XUE Kan-hao (Dep. of Electrical and Computer Engineering, Univ. of Colorado Colorado Springs, Colorado Springs, CO 80918, USA) ,  PLETT Gregory L. (Dep. of Electrical and Computer Engineering, Univ. of Colorado Colorado Springs, Colorado Springs, CO 80918, USA)
資料名： Electrochimica Acta  (Electrochimica Acta)
巻： 87  ページ： 575-590  発行年： 2013年01月01日 
JST資料番号： B0535B  ISSN： 0013-4686  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： リチウムイオン電池に適用可能な溶媒効果を考慮した液相輸送理論を開発した。溶媒の対流速度は体積保存の考察から導出され,物質収支方程式に拡散補正,輸率勾配補正および細孔壁面流束補正を与える。拡散補正は元の拡散項にあった溶媒に関連する(1-dlnc₀/dlnc)の因子を丁度相殺する。輸率勾配補正および細孔壁面流束補正の結果,リチウムイオンの輸率は補正前より大きな有効値を取ることになる。1Mまたは2MのLiPF₆溶液を用いたグラファイト-LiMn₂O₄電池の放電について比較シミュレーションを行った。低率放電下(1Cおよび3C)では,対流輸送理論と対流を無視したオリジナルのアプローチで電池電圧にはほとんど差が見られなかった。しかし,6Cの放電レート下では,1Mの電池に対し対流理論は元の理論より最大で51.32mV高い電池電圧を示した。2Mの電池の場合,対流理論では放電開始直後の電圧低下は若干ゆるやかだが,6C放電末期では早い電圧低下を示した。また,すべての放電レートにおいて,対流理論では負電極内でより低い塩濃度プロファイルが得られたが,正電極内ではより高い塩濃度プロファイルとなった。この結果は,対流によって濃度勾配が減少することを示唆している。詳細な解析によれば,輸率勾配補正は放電中常に正であり,放電レートに対する高い感受性を示す。細孔壁面流束補正は放電レート感受性を有するのみならず,塩濃度に比例して増加するため,2Mの電池ではより顕著な効果をもたらす。Copyright 2013 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

シソーラス用語： *リチウムイオン電池 ,  *対流 ,  溶媒効果 ,  *フラックス【流束】 ,  物質流束 ,  輸率 ,  壁面流 ,  リチウム化合物 ,  金属イオン ,  放電 ,  フルオロリン酸塩 ,  黒鉛電極 ,  マンガン酸塩 ,  濃度勾配 ,  濃度分布 ,  シミュレーション
準シソーラス用語： フルオロリン酸リチウム ,  マンガン酸リチウム ,  リチウムイオン ,  濃度プロフィル

分類 (3件)： 二次電池  (YB04030K) ,  電気化学一般  (CB07010N) ,  応用物理化学的操作・装置  (XE03000E)

タイトルに関連する用語 (4件)： リチウムイオン電池 ,  放電 ,  対流 ,  輸送理論