陈怡沁，许于，周静红，隋志军，周兴贵

（华东理工大学化学工程联合国家重点实验室，上海200237）

引 言

锂离子电池作为一种新型储能设备，自20世纪90 年代初实现商用化后，在能源存储和新能源汽车领域发挥着重要作用[1]。通过对其电极活性材料的持续研究开发[2]，锂离子电池技术在近年来获得了快速发展，其应用领域也不断拓宽，同时也对锂离子电池的管理和设计提出了更高的要求。由此，产生了可预测电池工程应用性能的等效电路模型和可指导电池优化设计的电化学模型[3−4]。其中，由Newman 等[5−6]提出的准二维模型（Newman 模型）是目前最具前景的电化学模型，它将锂离子电池内部电化学反应动力学、传质、传热等微观反应过程数值化，从电化学机理层面描述了锂离子电池充放电行为，可用来模拟计算电极厚度、孔隙率[7−8]等工艺参数对电池性能的影响机理，指导电池的优化设计。

本课题组前期的研究中[9]也采用Newman 模型探究了LiFePO4（LFP）材料颗粒纳米化对提升锂离子电池倍率性能的影响机制，定量分析了均一的不同粒径LFP颗粒对于锂离子电池性能的影响。但由于Newman 模型采用多孔均质电极材料的假设，所以无法直接利用该模型研究非均相结构的电极，即活性材料颗粒存在粒径分布的电极。而实际电极难以做到均质多孔结构，活性材料颗粒往往存在着较宽的粒径分布，大量实验研究[10−13]也证明了粒径的分布对锂离子电池的电化学性能有不可忽略的影响。例如Hong 等[12]通过控制锂的用量调节了LFP/C 复合材料的粒度分布，发现减少一次粒子的团聚能够提升电池性能。……