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随着全球空气污染、能源危机的加重和新能源汽车的快速发展，锂离子动力电池进入了黄金发展期。受充电技术的限制，锂离子电池普遍存在充电速度慢，充电时间长等问题，严重制约了其发展，给生产、生活带来极大不便。目前所使用的快速充电方法多是通过加大充电电流来实现，而大电流快速充电很容易引起电池严重发热和极化，威胁电池安全，进而引发事故。针对以上问题，论文围绕锂离子电池内部的电化学-热特性展开研究，建立了锂离子电池电化学-热耦合三维瞬态传热模型，研究了不同充电模式下锂离子动力电池内部温度场分布规律及极化电压特性，并通过实验验证了模型的有效性，为优化锂离子电池充电特性奠定了基础。论文的主要工作包括: ①研究了锂离子电池内部电化学动力学与三维瞬态热传递过程，建立了基于LiMn2O4/石墨的电化学-热耦合三维瞬态仿真模型，充分考虑了电池工作工程中的电化学反应与内热源实时变化，实现了锂离子电池内部温度场及极化特性计算; ②通过仿真和实验分别研究了锂离子动力电池在恒流、恒流-恒压脉冲充电等充电模式下的内部及表面温度场分布规律，得出了不同充电模式下电池内部热传递特性及变化规律; ③基于锂离子动力电池极化电压产生机理及变化规律，提出了表征极化程度与极化对充电过程影响程度的变量PA和SOG，研究了不同充电模式下锂离子电池极化电压变化规律，并对影响电池极化的电解液初始浓度、电解液导电性、环境温度等因素开展了研究。