Il materiale dell'elettrodo del silicio, stagno come causa della loro densità elevata capacità sul materiale dell'elettrodo diventa una batteria agli ioni di litio, ma il materiale meccanica a base durante la carica e la scarica è spesso accompagnata da un grande volume di deformazione, risultante in uno stato alto stress, e causare un errore frattura della struttura elettrodica, che compromettere seriamente la vita di una batteria agli ioni di litio.
Per progettare correttamente la struttura elettrodica, struttura evitano problemi possono sorgere danni meccanici, è necessario stabilire la forza del materiale dell'elettrodo durante la carica e scarica di - - L'accoppiamento chimico rapporto costitutivo è pratica comune ottenuto misurando la nell'esperimento situ e la formula Stoney materiale dell'elettrodo durante la carica e l'evoluzione di stress scarico. Tuttavia, questo metodo si basa sulla spessore della pellicola deve essere molto inferiore allo spessore del substrato, la variazione dello spessore del film durante la deformazione è trascurabile, una buona adesione tra il film di supporto e simili tre ipotesi, tempo di batteria ad alte prestazioni è generalmente difficile da soddisfare queste condizioni.
Per risolvere questo problema, lo Stato chiave Laboratorio di Meccanica non lineari, Istituto di team di ricerca Meccanica potere basato - energia elettrica - la teoria di accoppiamento chimica, ha sviluppato un metodo degli elementi finiti può rappresentare con precisione bomba materiale degli elettrodi nel processo di carica e scarica grande deformazione plastica ed evoluzione tensioni interne. e con il metodo degli elementi finiti simulazione, Stoney formula descrive l'errore causato da una grande deformazione del film dell'elettrodo analisi elastoplastica, grandi deformazioni del film di elettrodo, e il materiale di interfaccia relazione costitutiva elasto la natura dello stress - lo stato delle curve di carica-scarica, e un elettrodo parametri del materiale e lo stress - il carica-scarica curva caratteristica della corrispondenza tra lo stato della forza lavoro per studiare il materiale dell'elettrodo durante la carica e scarica di - - giunto chimica relazione costitutiva ha aiutato.
pertinenti risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista International Journal of fonti di alimentazione (Wen, J., Wei, Y., Cheng, YT, 2018.Examining la validità di Stoney-equazione per in-situ misure di tensione a elettrodi a film sottile con una grande -deformation elementi finiti procedura. Fonti J.Power, 387,126-134.) e il Journal of Meccanica e Fisica dei solidi (Wen, J., Wei, Y., Cheng, YT, 2018.Stress evoluzione negli elettrodi elasto-plastica durante i processi elettrochimici: .. un metodo numerico e le sue applications.J.Mech.Phys.Solids, 116,403-415) questo studio è stato sostenuto dal National Science Foundation naturali della Cina, Accademia cinese di scienze progetto pilota di classe B e la National Science Foundation degli Stati Uniti.
FIG: e struttura cellulare laminare e le modifiche (a) una pellicola elettrodo - adesivo - una struttura di base; (b) i risultati del modello numerico ed un esperimento di controllo, che mostra la variazione di pressione nel film di elettrodo durante la carica e la scarica; (c). Elastoplasticità del materiale dell'elettrodo e distribuzione della sollecitazione di taglio interna del film in condizioni di guasto dell'interfaccia.
