多孔球形电极颗粒中的扩散-应力耦合分析

发布时间：2022-10-05 20:29

　　具有良好化学稳定性及较高存储容量的多孔材料在锂离子电池及超级电容器中有广泛的应用,但已有的扩散-应力耦合模型大多忽略多孔材料的微观结构.基于此,建立考虑孔隙率和迂曲度的多孔球形电极颗粒中的扩散-应力耦合模型.针对Mn₂O₄电极进行恒压充电下的数值计算,探讨孔隙率和迂曲度系数对锂离子浓度、径向应力、环向应力及体积应变的影响,并将模型结果与他人结果进行对比.数值结果表明:迂曲度系数越大,电极中锂离子的扩散越差、体积应变越小且径向应力和环向应力越大;孔隙率越大,电极中的锂离子浓度和体积应变越大但径向应力和环向应力越小;多孔电极结构更有利于提高嵌锂能力.因此,应选择孔隙率大且迂曲度系数小的材料作为高存储容量的电极材料. 

【文章页数】：7 页

【文章目录】：
0 引言
1 控制方程
    1.1 平衡方程
    1.2 扩散方程
2 数值分析和讨论
3 结语


【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑介质膨胀速率的锂离子电池管状电极中扩散诱导应力及轴向支反力分析[J]. 彭颖吒,李泳,郑百林,张锴,徐咏川.  物理学报. 2018(07)
[2]Analytical modeling and simulation of porous electrodes: Li-ion distribution and diffusion-induced stress[J]. Liang Ji,Zhansheng Guo.  Acta Mechanica Sinica. 2018(01)
[3]石墨材料孔隙率对力学性能的影响[J]. 印友法.  炭素技术. 1991(02)

硕士论文
[1]动力锂离子电池开发项目质量管理研究[D]. 丁盛巍.上海交通大学 2017
[2]球形电极颗粒中的扩散应力研究[D]. 张磊.中国科学技术大学 2014



本文编号：3686455