电池和燃料电池模块更新
对于电池和燃料电池模块的用户，comsol多物理学®版本5.2a带来了新的反应流多物理接口与夫妇流动流以及气体和液体的反应以及新的单粒子电池界面，简化了锂离子和镍金属氢化物电池的建模。扩展的功能锂离子电池和用二进制电解质电池接口包括一个快速组装选项，改进的求解器默认值以及高和低SOC的数值稳定性。在下面更详细地浏览电池和燃料电池模块的所有更新。
新的单粒子电池界面
新的单粒子电池界面提供了一种简化的方法，用于建模各种电池，包括锂离子和镍金属氢化物电池。描述电池的管理方程式通常在低和中电流级别有效，并且可以在全球定义（导致较小的计算负载）或在几何形状中局部定义。本地选项可用于研究大电池组中温度分布不均的影响。
使用单粒子模型（无线标记）和一个模型来比较锂离子电池的放电曲线，该模型解释了沿电极厚度（带有线标记）的变化。单个粒子在低或中等载荷（0.1 C）处具有极好的一致性，但在较高的载荷（2 C）下的准确性降低。
单粒子方法在中等载荷下在计算上有效且准确。这允许以相对较低的计算成本在电池组中对复杂的3D组件进行建模，并在电池组的三维描述中，由简单的单粒子模型提供了放电和充值行为。
使用新的示例的应用程序库路径单粒子电池界面：电池_and_fuel_cells_module/电池，_lithium-ion/li_battery_single_particle
新的反应流多物理接口
为了增强对气体和气体和液体反应的研究，新的反应流多物理接口结合了单相流和集中物种的运输接口。以前作为独立接口可用，新的反应流多物理接口可以更好地控制每个物理接口中的设置以及它们之间的多物理耦合。
使用新的反应流耦合，分别或同时或同时求解任何耦合接口的过程已得到显着改善。对于反应流，这对于生成合适的初始条件或测试结果如何受耦合影响很重要。这反应流多物理界面支持层流和湍流反应流，以及多孔介质中的流量和反应。
使用新的示例的应用程序库路径反应流多物理接口：
Chemical_reaction_engineering_module/deactors_with_mass_and_heat_transfer/round_jet_burner
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集中物种运输的新功能：多孔介质运输特性
新的多孔介质传输属性功能使您可以研究流经多孔介质的溶液中的多组分传输。新功能包括用于计算有效运输特性的模型，这些模型取决于材料的孔隙率与浓缩混合物中的运输结合使用。
应用程序库路径，用于使用新的多孔介质传输属性功能的示例集中物种的运输界面：
Chemical_reaction_engineering_module/deactors_with_porous_catalysts/carbon_deposition
使用多孔介质传输特性研究了甲烷在固体NI-AL2O3催化剂上热分解的孔隙率分布。孔隙率随着分解反应中的烟灰的形式而降低。
新的Nernst-Planck-Poisson方程界面
新的Nernst-Planck-Poisson方程多物理界面可用于研究电化学双层中电荷中立性的电荷和离子分布。这Nernst-Planck-Poisson方程接口添加静电和稀释物种的运输与模型的接口，以及预定义的耦合，以实现电势和空间电荷密度。
阳离子（蓝色）和阴离子（绿色）的浓度在x = 0处接近电极表面。电荷的总和偏离了靠近表面的0，形成了弥漫性带电的双层。
新的外部短边界条件
新的外部短边界条件使您可以通过外部集总电阻使短路电极表面，多孔电极和电极。新的边界条件适合研究电池中的短路，或者用于在腐蚀保护问题中互连大型电化学活性物体。
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新的电化学热源多物理节点
新的电化学热源多物理界面提供了一种可选的方法，可以将电化学热源与传热接口搭配
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新的热力学平衡动力学类型
电极反应现在支持一种新的热力学平衡电极动力学类型（称为主要条件次级电流分布界面），假定零电势（可忽略不计的电压损耗）。
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在多孔和边缘电极中对膜阻力和溶解沉积物种的新支持
这多孔电极和边电极节点现在支持添加膜电阻和溶解沉积物种。以前，仅在电极表面特征中支持。例如，在多孔电极中的膜电阻和溶解溶解物种可用于模拟锂离子电池中的固体电解质媒介（SEI）形成。
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新的快速组装选项锂离子电池和用二进制电解质电池接口
通过启用粒子尺寸的快速组装在里面多孔电极节点，使用粒子插入的某些电池模型的计算时间大大减少。当电池元素中的网格元素数与粒子尺寸中的元素数量相当时，效果最为明显。但是，当使用此选项时，不支持从粒子轴沿溶液的后处理数据，并且不支持使用不同材料属性（例如粒子尺寸中的固体扩散系数）的使用。
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改进的求解器默认锂离子电池和用二进制电解质电池接口
在2D和3D空间尺寸中，现在将插入浓度放入分离求解器中的单独组中。此更改减少了大问题的内存需求以及模拟的计算时间。
提高了高和低社会的数值稳定性锂离子电池和用二进制电解质电池接口
使用时的数值稳定性锂插入动力学在里面多孔电极反应接近0％和100％的SOC值已改善节点。默认情况下，改进的动力学公式用于新型号。为了在旧模型中使用新的动力学表达式，请在高级插入动力学表达式设置部分中启用它（仅在高级物理选项已启用）。
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新教程模型：锂离子电池的内部短路
在电池的内部短路期间，两种电极材料内部和电子互连，从而产生高局部电流密度。由于锂树突形成或压缩冲击，内部短路可能发生在锂离子电池中。延长的内部短路导致自排放与局部温度升高。后者的效果很重要，因为如果温度达到一定阈值，电解质可能会因放热反应而开始分解，从而导致具有潜在的健康和安全危害的热失控。
该教程模型研究了两种多孔电极材料之间分离剂中的穿透金属丝引起的局部温度升高。物理是使用锂离子电池接口耦合到传播热量界面。电池化学由用LIPF的石墨负电极和NMC正电极组成6电解质。
锂离子电池教程模型内部短路的应用程序库路径：
电池_and_fuel_cells_module/电池，锂离子/internal_short_circuit
锂离子电池中温度分布的横截面围绕小细丝和细丝表面的温度。
更新的教程模型：容量淡出
侧面反应和降解过程可能会导致许多不良影响，从而导致锂离子电池的容量损失。通常，衰老是由于多种复杂现象和电池不同位置同时发生的反应而发生的，并且在负载周期期间某些阶段之间的降解速率因潜在，局部浓度，温度和电流方向而变化。不同的细胞材料的年龄不同，不同材料的组合可能会导致由于“串扰”电极材料，因此导致进一步加速衰老。
该教程演示了如何在锂离子电池中的负石墨电极中建模衰老，其中寄生固体 - 固体 - 电解质接口（SEI）形成反应会导致可逆性锂的不可逆转损失。该模型还包括由于生长的SEI膜在电极颗粒上的阻力而增加潜在损失的影响，以及减少电解质体积分数对电解质电荷传输的影响。
该教程模型已从以前版本的comsol Multiphysics更新®包括来自科学文献的最新衰老数据。此外，为了减少多个循环的模拟时间，已经引入了一个时间尺度因子。
容量淡出教程模型的应用程序库路径：
电池_and_fuel_cells_module/电池，_lithium-ion/apticates_fade
不同数量的老化周期的1 C放电期间的细胞电压。