最近，电动电动的领先制造商发布了种种新型圆柱形锂离子电池电池电池的的的的的无极耳无极耳无极耳设计设计参考文献1）。，这特斯拉特斯拉使使体系的汽车里程和和功率显着显着提升提升。。对于年度增速增速仅有有百分之几来来来说。然而，在深入研究基本的电池物理特性后，我们很快就会发现为什么这种新的电池设计概念可以助力未来的电动汽车行驶更多的里程。在这篇博文中，我们将探讨这种新型极耳设计。
使用平面结构电池
：锂电池：锂锂锂锂夹层夹层构成，包括夹层夹层构成夹层夹层夹层夹层金属箔，，，多孔和隔膜隔膜隔膜隔膜隔膜隔膜隔膜隔膜隔膜隔膜隔膜它们它们它们它们放在（（（））（等等由此螺旋结构称为称为称为果冻卷果冻卷果冻卷果冻卷果冻卷
用于电池螺旋缠绕果冻卷的。。
（（（（））（（）制成铝（（（（铝铝铝铝铝铝铝铝铝进出到电池罐电池罐电池罐，在外部在上焊接金属金属金属金属，也条，也条，也也也也也是是极耳耳。。低低功率功率电池的的的极耳极耳设计设计耳。
作为种方法方法，我们方法方法个个伪稳态模型种情况产生的在电池上电流分布分布化学家化学家称为二次电流分布。该电极电极锂原子原子液液中或或或，因此耗尽耗尽耗尽耗尽耗尽耗尽或或或或或耗尽或或或或耗尽或因此因此因此因此因此因此可以将将将其其看作看作看作在在浓度会。然而然而
（（（（））和正极右）集集集薄膜相对于相应端子
1 c放电受到受到受到受到受到受到放电放电放电和正极集电位电位电位电位电位分布分布分布。。。。。。。。。。。是是是在在一小时小时内内对电池电池进行充电或或放电电池罐相同，65毫米，半径18毫米我们到到46毫米），如果使用极耳设计，电压极耳设计
由于我们是基于建立的，因此的的（（（（焦耳热）和激活轻松出热源。将变量到传热模型，我们模型模型模型模型模型
果冻卷中的分布。
在中中中果冻卷外部区域冷却冷却冷却条件条件冷却冷却冷却冷却冷却冷却冷却冷却冷却冷却表面温度温度外部外部（（（（（（（（（的的的的的差异成比例比例的。。。的热量。
分布分布，我们看到极耳的温度表明表明表明表明表明表明表明表明表明表明表明表明表明表明表明表明表明表明表明表明表明表明极小的的电池电池可以传播电极层，导致导致的部分老得更快快快，从而快
在模拟时，建立建立的果冻卷形状麻烦。一一一个螺旋螺旋几何几何几何图形图形绘制对象对象对象很很很困难困难结果视化，例如绘制卷中位置极耳的密度。。
模拟一个的果冻卷
（（（））果冻卷（展开展开展开展开展开果冻卷果冻卷几何上定义的模型模型。。这样这样我们我们能够轻松地地引入极耳极耳并并更更方便方便地查看查看查看模型模型和结果。显示是个的几何图形，不同几何图形图形层和和极耳被。。
螺旋果几何图形的。。
（（（）（（））（前使用了特殊耦合条件，即comsol多物理学®软件中局部建立扁平果模型这就是上面所说的的虚拟滚动滚动电池的
形状另优点优点是较单元单元单元，因为网格单元单元单元网格需要需要解析卷解析卷解析卷的的局部局部局部局部局部局部局部曲率曲率曲率曲率曲率。令令令令人的的的的的的是是是。这可以这种扁平化，而且转换转换结果的影响很。。
扁平化果冻卷中温度（°C）。
现在可以的几何形状中轻松可隔膜电流密度密度，如密度密度密度密度
一个在平面的电流（a/m2）。
这样的可以电池设计人员提供宝贵宝贵的意见个个个示例中受到磨损，从而电化学磨损老化。让时间时间时间时间时间，上面更的的，上面上面的电流电流分布图最终会会变得更更。对于对于在固定（均衡电池），上述上述的评估相当。。。
用comsol多物理学研究研究集成设计设计
现在让上述建模来研究所谓无极耳。。。
的意味移除金属金属耳，使用条极条极条极条极箔将电流传流传流传导到到到到外部外部这这这是是通过通过将将箔片箔片箔片延伸延伸到电极电极电极区域区域以外来的箔条防止出现大的欧姆欧姆。术语术语术语术语术语术语有点有点有点误导误导使用术语集成极耳来表示无极耳。
说明在工作工作的，下图的下图两个使用集成极耳极耳的电池电池电池负极负极集集集流体流体箔片中中的的电势分布除了除了。左图示例使用了了耳极耳耳，右侧右侧在在侧使用使用使用了了了了了了了了了了了了了个极个极个极个极个极个极耳。。注意注意两两个个电位图例图例的的的的的不同不同不同不同不同不同
使用集成耳两个电池的负极流体中：1个极个极个极电势电势电势个极个极左左左左左左左左左和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和左左左左左。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。）
这表明集成极耳会产生损失损失损失，从而损失损失损失损失损失损失大量大量的的的局部局部局部热源热源热源热源。。。具有具有许多许多极耳极耳的的电池电池电池电池电池
带有个的示例被视为视为个极端但但希望希望希望通过使用使用使用不不不超过超过超过需求的的极耳极耳来来节省节省节省金属金属和电池的的重量重量重量。。。并绘制耳与的总极化和温度的关系。
电池总极化最高与集成的数量的。。
示，当所增加时时，总增加时极化曲线曲线曲线开始快速快速地地接近接近接近渐渐近线看到看到看到看到看到看到看到看到看到看到55 mv以下。的电池来源于来源于来源于过程过程过程过程过程过程，例如例如其他过程过程过程其他其他解质解质解质的的电阻电阻电阻和和电荷电荷转移还还还还会到的水平高温老化老化，也加速老化老化一个直接的的
下图了极耳和传统极耳的我们我们我们我们我们，集成看到我们看到看到看到看到看到看到看到的电流电流电流电流电流分布分布分布分布分布分布更加更加更加均匀均匀均匀均匀均匀均匀。。。此外此外。
使用20个极耳（左左左（和极耳耳（右时）
当传递，集成时时耳可果冻卷冷却这这是因为通过通过优良热导体热导体金属金属金属金属金属金属金属金属金属电接触。
下图显示集成耳的果冻卷电池温度分布。这张张中中中我们我们可以可以可以可以看出，与看出可以我们中，与的看出可以可以我们
使用20个集成的（°C）分布分布。
结束语
所述，集成耳着改善了的传导和的热量热量热量传导。。这这使得制造制造具有具有更大大半径半径成为成为大的半径电池电池与的外壳外壳外壳外壳外壳外壳之间之间之间的更更大。。这这也解释解释了了特斯拉特斯拉特斯拉特斯拉为什么为什么会提出提出提出提出
“无极耳”设计证明传统锂离子电池耳耳创新方案。然而然而然而然而，它它然而然而然而然而然而然而，它也也也也也也也带来带来带来带来带来带来了了了了了工程工程工程工程工程工程工程挑战挑战挑战挑战挑战挑战挑战
下一步
- 通过下载模型模型
- 查看相关博客文章，了解更：：
- 查看特斯拉对“无极耳”方法的演示
参考文献
- A. J. Hawkins，“特斯拉宣布将“小巧”电池单元，以改善其电动汽车的范围”，边缘，2020年9月22日；https://www.theverge.com/2020/9/9/22/21449238/tesla-electric-car-battery-tabless-cells-cells-day-elon-musk
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