26、电子加热与锂电池荷电状态估计算法研究

电子加热与锂电池荷电状态估计算法研究

1. 电子加热研究

1.1 电容耦合放电概述

电容耦合放电由两个平行电极组成，电极间距为几厘米。通过向其中一个电极施加射频正弦电压，另一个电极接地来激发放电。在表面处理中，带电粒子起着关键作用，特别是正离子。离子轰击可引发蚀刻，从而实现微米级图案的复制。在等离子体沉积中，离子轰击会对沉积膜的微观结构和性能产生深远影响。

电子在通过中性原子的电离将电能转化为化学能以产生正离子的过程中也起着重要作用。射频场与电子的能量耦合取决于多个参数，如施加电压、气体压力和激发频率。由于电子质量小，它们能瞬间响应射频电场的变化。实验发现，在用于半导体制造的射频放电中，电场的空间和时间不均匀性会导致随机加热（压力加热），这通常是电子的主要加热现象。

1.2 流体模型描述

放电发生在两个大的平行板电极之间，因此放电特性仅在垂直于平行电极的方向上发生变化。模型由电子的连续性方程、动量传递方程和能量方程组成，这些方程与泊松方程自洽耦合。
- 连续性方程 ：
- 电子和正离子的连续性方程为 (\frac{\partial n_{e,i}}{\partial t} + \frac{\partial J_{e,i}}{\partial x} - R_i = 0)，其中 (n_{e,i}) 是电子和离子的数密度，(R_i) 是源项，仅包含电离反应速率，(J_{e,i}) 是电子和离子的通量。
- 通量采用漂移 - 扩散近似描述，可写为 (J_{e,i} = \mp n_{e,i}\mu_{e,i} E - D_{e,i}\frac{\partial n_{e,i