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集流体塑性变形对锂离子电池双层电极中锂扩散和应力的影响  
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【英文篇名】 Effects of plastic deformation in current collector on lithium diffusion and stress in bilayer lithium-ion battery electrode
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【作者】 宋旭; 陆勇俊; 石明亮; 赵翔; 王峰会;
【英文作者】 Song Xu; Lu Yong-Jun; Shi Ming-Liang; Zhao Xiang; Wang Feng-Hui; Bio-inspired and Advanced Energy Research Center; School of Mechanics; Civil Engineering and Architecture; Northwestern Polytechnical University;
【作者单位】 西北工业大学力学与土木建筑学院仿生与先进能源研究中心;
【文献出处】 物理学报 , Acta Physica Sinica, 编辑部邮箱 2018年 14期  
期刊荣誉:中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】 锂离子电池; 双层电极; 扩散诱导应力; 塑性变形;
【英文关键词】 lithium-ion batteries; bilayer electrode; diffusion induced stress; plastic deformation;
【摘要】 针对锂离子电池双层电极结构,建立了综合考虑锂扩散、应力、浓度影响的材料属性及集流体弹塑性变形的理论模型.基于所建立的模型,主要研究了在充电过程中集流体可能发生的塑性变形对电极中锂扩散及应力的影响.数值结果表明集流体的塑性变形会减弱其对活性层的约束,这不仅使得集流体和活性层中的应力得到明显缓解,而且还促进了锂在活性层中的扩散,提高了活性层的有效容量.与此同时,研究了集流体的屈服强度和塑性模量这两个参数的影响,结果表明,较小的屈服强度和较小的塑性模量能进一步弱化约束,松弛电极活性层中的应力,并增加其有效充电容量.研究结果为分层电极的结构设计和性能优化提供了一定的参考.
【英文摘要】 Lithium-ion batteries(LIBs) have already become indispensable energy storage devices, as they can meet urgent requirements for higher energy and power density in the applications ranging from portable electronics to electric vehicles.However, in the process of charging and discharging of LIB, the diffusion-induced stress associated with inhomogeneous Li concentration in the electrode may cause the electrode material to damage, and then further degrade storage capacity and cycling performance of LIB. Therefo...
【基金】 国家自然科学基金(批准号:11372251,11572253)资助的课题~~
【更新日期】 2018-08-07
【分类号】 TM912
【正文快照】 1引言当今社会,锂离子电池已经成为人们日常生活中不可或缺的高效且清洁的电化学储能及供能设备.近年来,新型高储锂容量电极材料(例如Si)的开发使得锂离子电池在新能源利用、电动汽车供电等方面显示出良好的应用前景[1].通常,锂离子电池在充放电循环中伴随着复杂的物理化学过程

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