El material del electrodo del silicio, estaño-como a causa de su alta densidad de capacidad sobre el material de electrodo se convierte en una batería de iones de litio, pero el material a base de la mecánica durante la carga y la descarga es a menudo acompañado por un gran volumen de deformación, lo que resulta en un estado de alta tensión, Y conducen a la destrucción de la estructura del electrodo y otros problemas, que afectan seriamente la vida útil de las baterías de iones de litio.
Para diseñar correctamente la estructura de electrodo, la estructura de evitar los problemas pueden surgir daños mecánicos, es necesario establecer la fuerza del material del electrodo durante la carga y descarga de - - El acoplamiento químico relación constitutiva es una práctica común obtenido midiendo el experimento in situ y la fórmula Stoney material del electrodo durante la carga y la evolución estrés de descarga. Sin embargo, este método se basa en el espesor de la película debe ser mucho menor que el espesor del sustrato, el cambio de espesor de la película durante la deformación es insignificante, una buena adhesión entre la película de sustrato y similares tres supuestos, Las baterías de alto rendimiento a menudo son difíciles de cumplir con estas condiciones.
Para resolver este problema, el Laboratorio Estatal de mecánica no lineal, Instituto de Mecánica equipo de investigación basada en la energía - electricidad - la teoría de acoplamiento químico, desarrolló un método de elementos finitos puede representar con exactitud material de los electrodos bomba en el proceso de carga y descarga gran deformación plástica y la evolución tensión interna. y con el elemento finito método de simulación, fórmula Stoney describe el error causado por una gran deformación de la película de electrodo análisis elastoplástico, gran deformación de la película de electrodo, y el material de interfaz relación constitutiva elastoplástico la naturaleza del estrés - el estado de las curvas de carga-descarga, y un electrodo de parámetros de material y el estrés - la curva característica de carga-descarga de la correspondencia entre el estado de la fuerza de trabajo para estudiar el material del electrodo durante la carga y descarga de - - la relación constitutiva acoplamiento químico Proporcionó ayuda.
resultados de la investigación relevantes se han publicado en el International Journal Diario de fuentes de energía (Wen, J., Wei, Y., Cheng, YT, 2018.Examining la validez de Stoney-ecuación para mediciones de estrés in-situ en electrodos de película fina utilizando una gran -deformation de elementos finitos procedimiento. Fuentes J.Power, 387,126-134.) y el Diario de la mecánica y Física de los sólidos (Wen, J., Wei, Y., Cheng, YT, evolución 2018.Stress en electrodos elástico-plástico durante los procesos electroquímicos: .. un método numérico y sus applications.J.Mech.Phys.Solids, 116,403-415) este estudio fue apoyado por la Fundación nacional de Ciencias Naturales de china, Academia china de Ciencias proyecto piloto de clase B y la Fundación nacional de Ciencias de Estados Unidos.
La figura: y estructura de la célula laminar y las modificaciones (a) una película de electrodo - adhesivo - una estructura de base; (b) los resultados del modelo numérico y un experimento de control, que muestra el cambio en la tensión en la película de electrodo durante la carga y la descarga; (c). esquilar distribución de tensiones en el interior del electrodo de película de destrucción material de interfaz elastoplástico delgada.
