利用有限元仿真模拟研究锂电池充放电的发热情况

锂电池是采用含有锂元素的材料或锂金属/锂合金作为电极，使用非水电解质溶液的电池，是现代高性能电池的代表。因其较为优异的安全性、比容量、自放电率和性能价格比等特点，已被广泛应用于我们的日常生活中，如时下得到大力推广的新能源汽车。

伴随着国家节能减排与碳中和碳达峰政策的推动，电动车的市场占有率越来越高，但是在电动车快速发展的过程中，发生了许多起电动车自燃的事件，其中有造车新势力的，也有传统汽车品牌的，这些车有在行驶过程中突然烧起来的，也有在充电过程中突然燃烧的，电动车的自燃引起了一阵恐慌，有不少人担心自己同型号的家用车会不会也这么烧起来。所以我们需要对锂离子电池进行温度调节，使其温度保证在正常工作温度范围内。

锂枝晶是锂电池在充电过程中锂离子还原时形成的树枝状金属锂，但是锂在负极侧出现时锂的形态不一定是锂枝晶，统称为析锂。锂枝晶生长是影响锂离子电池安全性和稳定性的根本问题之一。锂枝晶的生长会导致锂离子电池在循环过程中电极和电解液界面的不稳定，破坏生成的固体电解质界面（SEI）膜，锂枝晶在生长过程中会不断消耗电解液并导致金属锂的不可逆沉积，形成死锂造成低库伦效率；锂枝晶的形成甚至还会刺穿隔膜导致锂离子电池内部短接，造成电池的热失控引发燃烧爆炸。

为了解决枝晶问题，国内外的电池材料研究学者都在寻找着不同的方法，例如在电解液中加入不同的物质改变电解液的化学性能，从而抑制枝晶生长；在电极板上覆盖一层多孔材料，使得锂离子可以均匀的沉积。我们可以通过有限元仿真的方法模拟出枝晶生长的过程，探究不同的抑制枝晶生长方法的优势，从而更直观的在论文中体现出研究人员付出心血得到的方法对于抑制枝晶生长的作用。

有限元仿真的方法，对模拟结果提出针对性的解决方案来促进研究进展。更直观的展现出电动车搭载电池组的发热情况，从而对电池组积热进行进一步研究，保障电池组温度的可控性，增强电动车的安全性。