리튬전지 모델링 교육

본 교육은 다중물리현상 시뮬레이션 소프트웨어인 COMSOL Multiphysics V6.3을 이용하여 실습 위주로 진행합니다. 물리현상을 시뮬레이션 하기 위한 전 과정을, COMSOL Multiphysics V6.3 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 이용하여 진행합니다. 본 과정은 리튬 배터리 분야와 관련된 모델 위주로 진행합니다. 해당 분야에 대해서 COMSOL Multiphysics V6.3를 이용하여 1차원, 2차원 및 3차원 모델링에 대하여 형상 그리기, 물성 및 경계조건 입력, 격자 생성, 솔버(solver)선택, 결과 가시화 및 후처리 등의 시뮬레이션 전 과정을 실습하게 됩니다.

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모델링교육 수강 기간은 결제완료일로 부터 7일간 입니다.

수강기간이 지나면 영상이 재생되지 않습니다.

소개 및 사례 

COMSOL Multiphysics에서 제공하는 리튬 전지 분야 소개 및 사례를 살펴볼 것입니다.

모델실습 1 (리튬 전지 모델 1)

가장 기본이 되는 1차원 등온 모델을 통해 충/방전하는 동안 Li intercalation 현상 및 SOC 변화를 어떻게 모델링 할 수 있는지 살펴볼 것입니다. 양극 current collector에 인가되는 전류밀도의 변화에 따른 방전 곡선 등을 비교해 볼 것입니다. 

[Battery Design Module 필요]

모델실습 2 (리튬 전지 모델 2: 파우치 셀)

3차원 파우치 셀 형상의 리튬 이온 배터리에서 high aspect ratio 특성에 기인한 current collector의 voltage gradient, 전극의 nonuniform current distribution 및 utilization을 모델링을 하기 위한 설정들을 실습할 예정입니다. 

[Battery Design Module 필요]

모델실습 2 (리튬 전지 모델 2: 파우치 셀)

3차원 파우치 셀 형상의 리튬 이온 배터리에서 high aspect ratio 특성에 기인한 current collector의 voltage gradient, 전극의 nonuniform current distribution 및 utilization을 모델링을 하기 위한 설정들을 실습할 예정입니다. 

[Battery Design Module 필요]

모델실습 3 (리튬 전지 모델 3: 수명 예측) 

1차원 모델에서 충/방전 과정 중 생성되는 Solid Electrolyte Interface (SEI) layer를 음극 graphite에 적용해서 capacity fade 현상을 해석해보고, Cut-off voltage 설정을 통해 충/방전 사이클을 구현할 수 있는 방법을 확인해 볼 것입니다. 

[Battery Design Module 필요]

모델실습4 (리튬 전지 모델 4: 내부저항) 

1차원 모델에서 배터리 충/방전 및 휴지 시 배터리 각 구성요소별로 발생되는 내부저항 종류 및 그 기여도를 확인하기 위한 모델링 진행 및 결과 도출 방법을 실습해 볼 예정입니다. 

[Battery Design Module 필요]

모델실습5 (리튬 전지 모델 5: Heterogeneous 모델) 

3차원에서 실제 전극을 그려서 해석하는 Heterogeneous model을 생성하고 이에 대한 설정을 함께 다뤄볼 예정입니다. 배터리의 Charge balance 와 Mass balance를 고려한 모델링을 진행하고, Heterogeneous 모델에서의 구조해석 설정을 다뤄볼 예정입니다. 

[Battery Design Module 필요]

모델실습5 (리튬 전지 모델 5: Heterogeneous 모델) 

3차원에서 실제 전극을 그려서 해석하는 Heterogeneous model을 생성하고 이에 대한 설정을 함께 다뤄볼 예정입니다. 배터리의 Charge balance 와 Mass balance를 고려한 모델링을 진행하고, Heterogeneous 모델에서의 구조해석 설정을 다뤄볼 예정입니다. 

[Battery Design Module 필요]

모델실습 6 (Lumped 리튬 전지 모델 1) 

무차원에서 OCV정보와 각종 매개변수들을 활용하여 배터리를 단순화한 Lumped Battery를 해석해보고 실험값을 바탕으로 각 매개변수를 추정하는 해석도 다뤄볼 예정입니다. 

[Battery Design Module 필요]

모델실습 7 (Lumped 리튬 전지 + 열전달 모델)

3차원 Lumped Battery와 열해석을 연동하여 고속 충전 중인 각형 배터리 내부의 온도 변화를 해석하기 위한 설정 방법을 다뤄볼 예정입니다. 젤리 롤 형태의 배터리 셀의 이방성 열전도도를 부여하기 위한 설정 방법을 확인해 볼 것입니다. 

[Battery Design Module 필요]

COMSOL Multiphysics 기본교육 이수하신 분들에게 수강을 권장합니다.