模型驗(yàn)證鋰離子電池內(nèi)部正負(fù)極產(chǎn)生的可逆熱、不可逆熱以及電池的溫度場分布難以通過實(shí)驗(yàn)測量，因此通過對比仿真與實(shí)驗(yàn)時(shí)電池的電壓、溫度特性曲線來驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，圖4(a)～圖4(d)為試驗(yàn)所得電壓曲線與仿真結(jié)果的對比，圖4(e)～圖4(h)為溫度曲線的仿真與實(shí)驗(yàn)對比圖，從圖中可知，模型在仿真恒溫箱溫度為40 ℃、25 ℃時(shí)，仿真曲線與實(shí)驗(yàn)曲線重合度較高，說明模型準(zhǔn)確度高；恒溫箱溫度為0 ℃時(shí)，模型準(zhǔn)確性稍微降低，電壓最大誤差為0.1 V，最大溫度誤差為0.7 ℃；恒溫箱溫度為-25 ℃時(shí)，仿真曲線最大電壓誤差為0.6 V，最大溫度誤差為1.5 ℃，但模型仍具有一定的參考意義。表6為不同環(huán)境溫度與放電倍率下電池表面中心點(diǎn)的最大溫升，以及在整個(gè)放電過程中仿真與實(shí)驗(yàn)曲線的最大誤差，模擬與試驗(yàn)最大溫升接近，放電過程中最大誤差較小。綜上所述，模型仿真電池放電時(shí)的電壓曲線與產(chǎn)熱導(dǎo)致的溫度曲線時(shí)都具有較高精確度，能夠驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。

圖4 電壓曲線驗(yàn)證與溫度曲線驗(yàn)證

表6 溫升對比與最大誤差

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析由圖4中實(shí)驗(yàn)所得曲線可知，相同溫度下放電電壓隨放電倍率的增大而減小，主要原因是電流增大導(dǎo)致電池內(nèi)阻所占的電壓變大；相同倍率放電時(shí)，放電電壓隨溫度的降低而降低是因?yàn)榈蜏貙﹄姵夭牧系男阅苡绊戄^大，導(dǎo)電能力降低，離子傳輸速率降低，導(dǎo)致電阻變大，放電電壓降低。在恒溫箱溫度為0 ℃、25 ℃、40 ℃時(shí)，電壓的變化一致為逐漸降低，并且初始放電電壓在4.0 V附近，但在-25 ℃時(shí)電池初始放電電壓僅為3.08 V,在放電260 s后電壓逐漸升高至3.21 V,從圖4可以看到3.21 V時(shí)溫度處于第一個(gè)極大值點(diǎn)-22.3 ℃附近，分析得知-25 ℃的低溫環(huán)境中電池內(nèi)阻遠(yuǎn)大于0 ℃、25 ℃與40 ℃時(shí)的內(nèi)阻，在電池開始放電后，放出的熱量使電池材料的性能略有改善，故電壓小幅度上升至3.21 V，之后隨放電的進(jìn)行電壓又逐漸降低2.75 V。在相同的恒溫箱溫度下，溫升隨放電倍率的增大而增大，2 C放電時(shí)的溫升約為0.5 C溫升的6倍，恒溫箱溫度為25 ℃時(shí)，0.5 C放電時(shí)溫升為1.7 ℃，1 C時(shí)為3 ℃，2 C時(shí)為9 ℃；相同倍率下，溫升隨恒溫箱溫度的降低而增大，0 ℃時(shí)電池溫升約為25 ℃時(shí)的2.1倍，-25℃時(shí)電池溫升約為25 ℃時(shí)的2.5倍。

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