随着新能源汽车的快速普及,动力电池作为新能源汽车的核心构件,它的性能直接影响了新能源汽车的各项技术指标和行车的安全稳定。近年来,有关动力电池的各项研究多集中在电池正负极材料的改进、电池充放电状态下内部的物料化学反应机理等方面,对电池制备工艺尤其是比较重要的干燥工艺环节较少提及。本文以磷酸铁锂动力电池为例,从真空干燥传热传质的基本原理出发,结合动力电池的电极材料干燥工艺,对其制备过程的前两次干燥过程进行了模拟研究,得到了基于数学物理简化模型的磷酸铁锂动力电池的传热传质规律,为企业实际生产过程中的工艺优化提供了理论依据。本文首先对动力电池进行了物性参数分析,利用实物拆解与电镜扫描(SEM)相结合的方法,观测了电池的内部结构,得到了较为精确的各项关键尺寸。对正极涂层材料进行了能谱分析,得到了其各项元素组成,推断了其合成方法。将得到的数据与厂家提过的各项参数进行对比,验证参数的准确性,为后续工作提供了数据支撑。其次,本文基于磷酸铁锂电池干燥工艺,分别建立了传热和传质两个基本的数学物理简化模型,并应用分类变量法对两个模型进行了复杂的推导运算,得最终到了模型的解析解。然后本文利用MATLAB软件,结合电极材料干燥工艺,对电极材料的两次干燥过程分别进行数值模拟,得到真空干燥过程中电极材料物性参数随时间和位置的变化规律,并对结果进行分析和讨论。研究发现,粉材和极片的干燥过程在传质方面的规律较为接近,总体上看,随着时间的推移,磷酸铁锂粉材和极片在干燥过程中各处的含水量都在减少,只是在不同时间下,不同位置处,其含水量减少的速率不同。此外,靠近真空侧的含水量先开始减少,靠近热源侧的含水量在经过一段时间后才开始减少。而在传热方面,与粉材相比,极片的热量传递过程较快,在不到半个小时的时间内就基本完成,这是因为极片的厚度比较薄,虽然其热扩散率比粉材的热扩散率小一个数量级,但是极片的厚度却比粉材的厚度小两个数量级,因此综合来看极片的热量传导速率更快。最后,本文应用COMSOL软件对电极材料的两次干燥过程进行了物理仿真,分别就其一维模型和三维模型进行了几何建模和计算,得到真空干燥过程中电极材料物性参数随时间和位置的变化规律,并给出了相应的云图和曲线图。结果显示,COMSOL模拟的结果与MATLAB计算结果一致,验证了数学模型求解结果的正确性。本文对动力电池在制备过程中电极材料的干燥过程进行了数学建模与分析、并应用COMSOL进行更加接近真实状况下的物理仿真,对比研究磷酸铁锂动力电池真空干燥过程中的传热传质机理,为以后的磷酸铁锂动力电池的干燥工艺优化提供了理论支持。