シリコンの電極材料は、錫のような、その高い容量密度の電極材料の上には、リチウムイオン電池となるが、充放電時の力学系材料は、多くの場合、高応力状態で得られ、変形の大きな容積を伴います、また、リチウムイオン電池の寿命に重大な影響を及ぼす電極構造および他の問題の破壊を招く。
適切に、電極構造の設計構造の機械的損傷の問題が生じる可能性を回避するために、充放電時に電極物質の力を確立することが必要である - - 化学的カップリング構成の関係は現場実験とストーニー式で測定して得られた一般的な方法であります充放電ストレス進化中の電極材料があるが、この方法は、基板の厚さよりもはるかに小さくなければならない膜の厚さに依存して、変形時の膜厚の変化が無視できる程度である、基材フィルムなど3つの仮定の間の良好な接着、高性能バッテリは、これらの条件を満たすことが困難なことがあります。
この問題は、非線形力学の国家重点実験室を解決するために、力学の研究チームベースの電力研究所 - 電気 - 化学結合理論は、有限要素法を開発し、正確充放電過程で爆弾電極材料を描くことができます大きな塑性変形や内部応力の発生及び有限要素法シミュレーションを用いたが、ストーニー式は電極膜の大変形弾塑性解析、電極膜の大変形による誤差、および界面材料弾塑性構成関係を記述する充放電曲線の状態、および電極材料パラメータとストレス - - の充放電時に電極物質を研究するための労働力の状態との間の対応の充放電特性曲線 - - 構成的関係を結合する化学的ストレスの性質提供されたヘルプ。
関連した研究結果が大きくを用いた薄膜電極でのin-situ応力測定のためストーニー方程式の妥当性を2018.Examining、国際ジャーナル電源誌（ウェン、J.、ウェイ、Y.、チェン、YTに公開されています-deformation有限要素手順。J.Power源、387,126-134。）及び力学のジャーナルおよび固体の物理学（ウェン、J.、ウェイ、Y.、チェン、YT、弾塑性電極における2018.Stress進化電気化学的プロセスの間に..数値計算法とそのapplications.J.Mech.Phys.Solids、116,403-415）本研究は、中国の国家自然科学基金によってサポートされていました、科学のクラスBのパイロットプロジェクトの中国科学院と米国国立科学財団。
図：層状のセル構造および修正（a）の電極膜と - 接着剤 - ベースの構造、（b）は、充放電時に電極膜の応力の変化を示す数値モデルと対照実験の結果;（C）。電極材料の弾塑性および界面破壊条件下でのフィルムの内部せん断応力分布。
