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电化学系统中有效电荷传输的基本和可扩展框架。 (英语) Zbl 1426.78028号

总结:我们考虑了锂电池的基本且易于扩展的运输配方,包括阳极(锂油)、分离器(聚合物电解质)和复合阴极(由电解质和嵌入粒子组成)。我们的数学研究显示出以下新特点:(i)对依赖中性二元对称电解质的混合输运过程的完整且非常基本的描述,导致电势的非标准泊松方程以及由经典扩散近似的间隙扩散;(ii)放大的基本复合阴极方程,允许考虑电极的几何和材料特征;(iii)导出的有效宏观模型可以用均质域的众所周知的数值策略进行数值求解,因此不需要解决高维数值问题,也不需要依赖计算涉及的多尺度离散化策略,在这些策略中,高度异质和现实的非线性,反应边界条件尚未探索。我们相信,这里提出的基本和易于扩展的配方将作为一个基本和简单的设置,有助于对复杂电化学系统及其优化(例如锂电池)进行系统的理论和实验理解。

理学硕士:

78A57型 电化学
78A35型 带电粒子的运动
60年第35季度 与光学和电磁理论相关的PDE
78M40型 光学和电磁理论中的均匀化
78A48型 复合介质;光学和电磁理论中的随机介质
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参考文献:

[1] 纽曼,J。;Thomas-Alyea,K.(电化学系统.电化学系统,电化学学会丛书(2004),John Wiley&Sons)
[2] 多伊尔,M。;Fulle,T。;Newman,J.,《锂/聚合物/插入电池的恒电流充放电建模》,J.Electrochem。《社会学杂志》,140,1526-1533(1993)
[3] Schmuck,M.,通过多尺度方法建模和推导多孔介质Stokes-Poisson-Nernst-Planck方程,Commun。数学。科学。,9, 3, 685-710 (2011) ·Zbl 1284.35052号
[4] Richardson,G。;Denuault,G。;请,C.P.,《锂离子电池充放电的多尺度建模与分析》,J.Engrg.Math。,72,1,41-72(2012)·Zbl 1254.78026号
[5] Schmuck,M.,《泊松-能斯特-普朗克方程多孔介质近似的第一误差界》,Z.Angew。数学。机械。,92, 4, 304-319 (2012) ·Zbl 1332.76060号
[6] Timofte,C.,离子在周期性多孔介质中传输的均匀化结果,计算。数学。申请。,68、9、1024-1031(2014),网址http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0898122114001321 ·Zbl 1362.35035号
[7] 格雷戈里,A。;O·伯纳德。;Dufríche,J。;Mikelić,A.,《通过可变形多孔介质的离子传输:使用升序推导宏观方程》,计算。申请。数学。,36, 3, 1431-1462 (2017) ·Zbl 1476.76074号
[8] 施穆克,M。;Pavliotis,G。;Kalliadasis,S.,《界面演化的最新进展:热力学、上尺度和普适性》,计算。马特。科学。,156,441-451(2019),网址http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927025618505494
[9] Allaire,G.,均质化和双尺度收敛,SIAM J.数学。分析。,23, 6, 1482-1518 (1992) ·Zbl 0770.35005号
[10] 德格罗特,S。;Mazur,P.,(《非平衡热力学》,非平衡热力学,多佛物理图书(1984),多佛出版社)·兹比尔1375.82004
[11] Kjelstrup,S。;Bedeaux,D.,(非均匀系统的非平衡热力学。非均匀系统非平衡热力学,统计力学进展系列(2008),世界科学)·Zbl 1142.82002号
[12] Schmuck,M.,能量储存系统用固体电解质复合夹层阴极的升级,应用。数学。Res.Express公司。AMRX,2017,2,402-430(2017)·Zbl 1404.80013号
[13] 施穆克,M。;Bazant,M.,带电多孔介质中离子传输的泊松-能斯特-普朗克方程的均匀化,SIAM J.应用。数学。,75, 3, 1369-1401 (2015) ·Zbl 1320.76113号
[14] 施穆克,M。;Berg,P.,多孔催化剂层中物种运输和反应的有效宏观方程,J.Electrochem。Soc.,161,8,E3323-E3327(2014)
[15] M.Schmuck,《复杂非均相系统:电化学中的数学工具》,de Gruyter著,准备中。;M.Schmuck,复杂非均质系统:电化学中的数学工具,de Gruyter,准备中。
[16] Hornung,U.(均质化和多孔介质。均质化与多孔介质,跨学科应用数学(1997),Springer:Springer New York)·Zbl 0872.35002号
[17] 帕帕尼科劳,G。;Bensoussan,A。;Lions,J.,(周期结构的渐近分析。周期结构的渐进分析,数学及其应用研究(1978),爱思唯尔科学),网址https://books.google.co.uk/books?id=q-Gvuk7fXWcC公司·Zbl 0404.35001号
[18] 梅,C。;Vernescu,B.,《多尺度力学的均匀化方法》(2010),《世界科学》·Zbl 1210.74005号
[19] 狮子,J。;Magenes,E.,(非齐次边值问题和应用,非齐次边界值问题和运用,非齐次边值问题与应用(1968),Springer-Verlag)·Zbl 0251.35001号
[20] Evans,L.,(偏微分方程。偏微分方程,数学研究生(1998),美国数学学会)·Zbl 0902.35002号
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