Основная модель силового электрохимического взаимодействия материалов электродов литий-ионных аккумуляторов

Электродные материалы на основе кремния и олова стали идеальными электродными материалами для литий-ионных аккумуляторов из-за их высокой плотности емкости. Однако в механике этот тип материала часто сопровождается большой объемной деформацией в процессе зарядки и разрядки, что приводит к условиям высокого напряжения и вызывает такие проблемы, как разрушение и разрушение электродных структур, что серьезно влияет на срок службы лития. -ионные батареи.

Чтобы разумно спроектировать электродную структуру и избежать механических повреждений, вызываемых структурой, необходимо установить определяющую взаимосвязь силового, электрического и химического взаимодействия материала электрода в процессе зарядки и разрядки. Обычный подход - это эволюция напряжения во время зарядки и разрядки электродных материалов, полученная с помощью экспериментов по измерению на месте и формул Стони. Однако этот метод должен основываться на трех допущениях: толщина пленки намного меньше, чем толщина подложки, толщина пленки незначительна в процессе деформации и адгезия между пленкой и подложкой хорошая. По времени высокопроизводительные аккумуляторы обычно встретить сложно. Эти условия.

Для решения этой проблемы исследовательский коллектив Государственной ключевой лаборатории нелинейной механики Института механики Китайской академии наук разработал комплекс методов расчета конечных элементов на основе теории сило-электрохимической связи, которые могут точно описать бомбы электродных материалов во время заряда и разряда. Большая пластическая деформация и эволюция внутренних напряжений. С помощью этого метода выполняется моделирование методом конечных элементов. Описан анализ погрешностей формулы Стони, вызванных большой упругопластической деформацией электродной пленки. Большая деформация, упругопластическая определяющая связь электродной пленки и свойства материала границы раздела Влияние на кривую состояния «напряжение-заряд-разряд», а также соответствие между параметрами материала электрода и характеристиками кривой состояния «напряжение-заряд-разряд». Эта работа помогла изучить основную взаимосвязь силового и электрохимического взаимодействия электродных материалов во время заряда и разряда.

Результаты соответствующих исследований были опубликованы в международном журнале Journalofpowersources (Wen, J., Wei, Y., Cheng, YT, 2018. Изучение применимости уравнения Стони для измерения напряжений на месте в тонкопленочных электродах, подверженных большой конечной деформации. -элемент. J. PowerSources, 387, 126-134.) и Journal of the Mechanics and Physics of Solids (Wen, J., Wei, Y., Cheng, YT, 2018. Эволюция напряжений в неупруго-пластичных электродах во время электрохимических процессов. : Численный метод и его приложения. J. Mech. Phys. Solids, 116, 403-415.). Исследование было поддержано Национальным фондом естественных наук Китая, Пилотным проектом класса B Китайской академии наук и Национальным научным фондом США.

Страница содержит содержимое машинного перевода.