المواد الكهربائي من السيليكون، والقصدير مثل بسبب كثافة القدرة العالية على المواد الكهربائي يصبح بطارية ليثيوم أيون، ولكن غالبا ما رافق المواد على أساس الميكانيكا أثناء الشحن والتفريغ من كمية كبيرة من تشوه، مما أدى إلى حالة التوتر العالي، وتسبب فشل كسر في هيكل القطب، التي تؤثر تأثيرا خطيرا على حياة بطارية ليثيوم أيون.
من أجل تصميم بشكل صحيح هيكل القطب، هيكل تجنب مشاكل قد تنشأ الأضرار الميكانيكية، فمن الضروري إنشاء قوة المواد الكهربائي أثناء الشحن والتفريغ لل- - اقتران الكيميائية العلاقة التأسيسية هو ممارسة شائعة تم الحصول عليها عن طريق قياس في تجربة الموقع والصيغة ستوني المواد الكهربائي أثناء الشحن وتطور التوتر التفريغ. ومع ذلك، يعتمد هذا الأسلوب على سمك الفيلم يجب أن يكون أصغر بكثير من سمك الركيزة، وتغيير سماكة الفيلم خلال تشويه لا يكاد يذكر، والتصاق جيدة بين الفيلم الركيزة ومثل ثلاثة افتراضات، عالية الأداء وقت البطارية من الصعب عموما لتلبية هذه الشروط.
لحل هذه المشكلة، ومختبر الدولة الرئيسية ميكانيكا غير الخطية، معهد بحوث الميكانيكا فريق السلطة القائمة - الكهرباء - نظرية اقتران الكيميائية، وضعت طريقة العناصر المحدودة يمكن تصور بدقة قنبلة المواد الكهربائي في عملية الشحن والتفريغ تشوه كبير من البلاستيك وتطور التوتر الداخلي. وباستخدام العناصر المحدودة أسلوب المحاكاة، ويصف صيغة ستوني الخطأ الناجم عن تشوه كبير من الفيلم القطب تحليل elastoplastic، تشوه كبير من الفيلم الكهربائي، والمواد اجهة elastoplastic العلاقة التأسيسية طبيعة الإجهاد - حالة المنحنيات المسؤول عن تصريف، والقطب المعلمات المادية والإجهاد - والمسؤول عن تصريف منحنى مميزة من المراسلات بين الدولة من القوى العاملة لدراسة المواد الكهربائي أثناء الشحن والتفريغ لل- - اقتران الكيميائية بالنسبة التأسيسية وقد ساعد ذلك.
وقد نشرت نتائج البحوث ذات الصلة في المجلة الدولية لمصادر الطاقة (ون ، جيه ، وى ، واي. ، تشنغ ، YT ، 2018. فحص صحة معادلة ستوني لقياسات الإجهاد في الموقع في أقطاب رقيقة من الألواح باستخدام كبير - إجراء العناصر المحدودة للعنصر ، J.Power Sources ، 387،126-134.) و Journal of the Mechanics and Physics of Solids (Wen، J.، Wei، Y.، Cheng، YT، 2018. Stress evolution in plastics plastic خلال العمليات الكهروكيميائية: طريقة عددية وتطبيقاتها. J.Mech.Phys.Solids، 116،403-415.) تم دعم الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين ، والمشروع التجريبي للأكاديمية الصينية للعلوم Class B والمؤسسة الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة.
الشكل: هيكل البطارية ذو الطبقات النموذجية وتشوهها (أ) هيكل الطبقة الرفيعة من اللاصقة بالغشاء الكهربائي ؛ (ب) مقارنة بين النموذج العددي والنتائج التجريبية ، وتظهر التغيرات في الضغط في فيلم القطب أثناء عمليات الشحن والتفريغ ؛ (ج) مرونة اللدونة من المواد الكهربائي والتوزيع الداخلي لقص القص للفيلم تحت ظروف فشل الواجهة.
