施美华,董 李,袁经超,张树祥,邵勤思,颜 蔚,李 江,李爱军,,张久俊

(1.上海大学材料科学与工程学院,上海 200444;2.上海大学理学院可持续能源学院,上海 200444;3.肇庆理士电源技术有限公司,广东肇庆 518052)

自1859 年法国人普兰特(Plante)发明铅酸电池,至今已160 余年,铅酸电池作为最主要的二次电池之一,早已深入大众的日常生活,如四轮以下电动车动力电源,汽车启停电池,太阳能、风能发电机储能电池,通讯设备与应急照明设备的备用电源[1].铅酸电池具有的价格便宜、生产工艺完善、易于回收再利用等优点,使得铅酸电池在电池领域占据了不可替代的地位.

从铅酸电池发明以来,对于铅酸电池模拟仿真的研究[2-6]就一直没有停止.1962 年Newman 等[7]首次将多孔电极的质量守恒与动量守恒方程运用到铅酸电池的模拟中.1985 年Ekdunge 等[8]研究了多孔PbO2在充电过程中的结构和动力学变化.Ceraolo[9]和Barsali 等[10]构建了三阶动态等效电路模型模拟铅酸电池的充放电过程.Alagheband 等[11]和Yamada 等[12]利用数值模拟优化了板栅结构.Schiffer 等[13]开发了一种电池寿命预测模型,考虑了酸分层、充电方法等方面的影响,允许预测不同操作条件下和不同系统设计下的电池寿命.Franke 等[14]提出了经验硫酸化模型,基于循环时内阻的测量,得出内阻、电池充电接受能力与硫酸化三者间的关系.Homan 等[15]提出了一种专门用于智能电网的预测电池荷电状态的模型,模拟结果与实际测量结果的误差小于5%.

本工作构建的模型为一维模型,目的在于减少计算时间与……