O material do eléctrodo de silício, estanho-como por causa da sua elevada densidade de capacidade ao longo do material de eléctrodo torna-se uma bateria de iões de lítio, mas o material à base de mecânica durante a carga e descarga é muitas vezes acompanhada por um grande volume de deformação, resultando em um estado de alta tensão, E levar à destruição da estrutura do eletrodo e outros problemas, que afetam seriamente a vida útil das baterias de íon de lítio.
A fim de conceber adequadamente a estrutura de eléctrodo, a estrutura de evitar os problemas podem surgir danos mecânicos, que é necessário para estabelecer a força do material de eléctrodo durante a carga e descarga de - - O acoplamento químico relação constitutiva é prática comum obtido medindo a experiência in situ e a fórmula Stoney material de eléctrodo durante a carga e a evolução de stress de descarga. no entanto, este método baseia-se na espessura da película deve ser muito menor do que a espessura do substrato, a mudança de espessura da película durante a deformação é negligenciável, uma boa adesão entre a película de substrato e semelhantes três hipóteses, Baterias de alto desempenho costumam ser difíceis de atender a essas condições.
Para resolver este problema, o Laboratório de Estado-chave de Mecânica não-lineares, Instituto de equipe de pesquisa Mecânica baseado potência - eletricidade - teoria de acoplamento químico, desenvolveu um método de elementos finitos pode retratar com precisão material de eletrodo bomba no processo de carga e descarga grande deformação plástica e evolução tensão interna. e usando o método dos elementos finitos simulação, Stoney fórmula descreve o erro causado por uma grande deformação da película de eléctrodo de análise elastoplástica, grande deformação da película de eléctrodo, e o material de interface elastoplástica relação constitutiva a natureza do estresse - o estado das curvas de carga-descarga, e um eléctrodo de parâmetros do material e estresse - a carga-descarga curva característica da correspondência entre o estado da força de trabalho para estudar o material do eléctrodo durante a carga e descarga de - - a relação constitutiva acoplamento químico Forneceu ajuda.
Resultados da investigação relevantes têm sido publicados na revista internacional Journal of fontes de energia (Wen, J., Wei, Y. Cheng, YT, 2018.Examining a validade de Stoney-equação para medições de tensão in-situ em eléctrodos de película fina que utilizam um grande -deformation de elementos finitos procedimento. Fontes J.Power, 387,126-134.) e o Journal of the mecânica e física de sólidos (Wen, J., Wei, Y. Cheng, YT, evolução 2018.Stress em eléctrodos elástico-plástico durante os processos eletroquímicos: .. um método numérico e seus applications.J.Mech.Phys.Solids, 116,403-415), este estudo foi apoiado pela Fundação nacional de Ciência Natural da China, Academia chinesa de projeto piloto ciências classe B e da National Science Foundation dos EUA.
A FIG: e estrutura celular laminar e as modificações (a) uma película de eléctrodo - adesivo - uma estrutura de base; (b) os resultados do modelo numérico e uma experiência de controlo, que mostra a alteração na tensão na película de eléctrodo durante a carga e descarga; (c). tosquiar distribuição das tensões no interior da interface fina destruição material de eléctrodo de película elastoplásticas.
