Das Elektrodenmaterial des Silicium, Zinn artige wegen ihrer hohen Kapazitätsdichte über das Elektrodenmaterial eine Lithium-Ionen-Batterie wird, aber die Mechanik basierende Material während der Ladung und Entladung oft von einem großen Volumen der Verformung begleitet wird, in einem hohen Spannungszustand führt, Und führen zur Zerstörung der Elektrodenstruktur und anderen Problemen, die die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien stark beeinträchtigen.
Damit kann eine mechanische Beschädigung Probleme richtig zu der Elektrodenstruktur zu entwerfen, Struktur vermeiden auftreten, ist es notwendig, die Kraft des Elektrodenmaterials während des Ladens und Entladens des zu etablieren - - Die chemische Kopplung konstitutive Beziehung ist allgemein üblich, durch Messung der in-situ-Experiment und der Stoney Formel Elektrodenmaterial während der Ladungs- und Entladungsspannungsentwicklung. Dieses Verfahren ist jedoch von der Dicke des Films beruht muß viel kleiner als die Dicke des Substrats sein, die Filmdickenänderung während der Verformung vernachlässigbar ist, eine gute Haftung zwischen dem Substratfilm und den wie drei Annahmen, Hochleistungsbatterien sind oft schwierig, diese Bedingungen zu erfüllen.
Um dieses Problem zu lösen, das State Key Laboratory of Nonlinear Mechanik, Institut für Mechanik Forschungsteam basierte Leistung - Elektrizität - chemische Kopplungstheorie entwickelte ich eine Finite-Elemente-Methode kann Bombe Elektrodenmaterial in dem Lade- und Entlade-Vorgang genau schildern große plastische Verformung und innere Spannung Evolution., und unter Verwendung der Methode der finiten Elemente-Simulation, beschreibt Stoney Formel die durch eine große Deformation des Elektrodenfilms elastoplastischen Analyse große Deformation des Elektrodenfilms verursacht Fehler, und das Grenzflächenmaterial elastoplastischen konstitutive Beziehung die Art der Belastung - der Zustand der Ladungs-Entladungs-Kurven und ein Elektrodenmaterialparameter und Stress - die Ladungs-Entladungs-Kennlinie der Beziehung zwischen dem Zustand der Arbeitskraft des Elektrodenmaterials während des Ladens und Entladens des zu studieren - - die chemische Kopplung konstitutive Beziehung Bereitgestellte Hilfe.
Relevante Forschungsergebnisse wurden in der internationalen Zeitschrift Journal of Power Sources (Wen, J., Wei, Y. Cheng, YT, 2018.Examining die Gültigkeit von Stoney-Gleichung für in-situ Spannungsmessungen in Dünnfilmelektroden unter Verwendung einer großen veröffentlicht und Verformungs Finite-Elemente-Verfahren. J.Power Sources, 387,126-134.) und das Journal der Mechanics and Physics of Solids (Wen, J., Wei, Y., Cheng, YT, 2018.Stress evolution in elastisch-plastisches Elektroden während der elektrochemischen Prozesse: .. ein numerisches Verfahren und seine applications.J.Mech.Phys.Solids, 116,403-415) diese Studie der national Natural Science Foundation of China, chinesische Akademie der Wissenschaften Klasse B Pilotprojekt und der US national Science Foundation unterstützt wurde.
Es zeigt: und Struktur laminar Zelle und die Modifikationen (a) ein Elektrodenfilm - Klebeschicht - eine Basisstruktur, (b) die Ergebnisse der numerischen Modell und einem Kontrollversuch, um die Änderung der Spannung in der Elektrodenschicht zeigt, die während des Ladens und Entladens; (c). Schubspannungsverteilung im Innern der Dünnfilmelektrodenmaterials Zerstörung elastoplastischen Grenzfläche.
