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广义平面应变锂离子电池柱形梯度材料颗粒电极中扩散诱导应力分析

彭颖吒 张锴 郑百林 李泳

广义平面应变锂离子电池柱形梯度材料颗粒电极中扩散诱导应力分析

彭颖吒, 张锴, 郑百林, 李泳
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-31
  • 修回日期:  2016-01-27
  • 刊出日期:  2016-05-20

广义平面应变锂离子电池柱形梯度材料颗粒电极中扩散诱导应力分析

摘要: 柱形梯度材料是最有潜力的锂离子电池电极之一. 为了研究恒压充电过程中柱形梯度材料颗粒电极下力学机理, 以Li1.2(Mn0.62Ni0.38)0.8O2为例, 讨论弹性模量、扩散系数和偏摩尔体积三个重要材料参数对应力场影响. 并推导出非均匀柱形颗粒电极的扩散方程和力学方程. 结果表明, 柱形梯度材料纳米电极, 沿着半径方向Mn 的材料组分升高Ni 的材料组分降低, 其材料结构有利于降低最大径向应力和环向拉应力, 有效地避免电极的力学失效现象. 并根据计算结果, 对梯度材料电极提出材料结构优化建议.

English Abstract

参考文献 (27)

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