Numerical Simulation of Intercalation-Induced Stress in Li-Ion Battery Electrode Particles

粒子(生态学) 电极 材料科学 压力(语言学) 离子 石墨 电池(电) 有限元法 锂离子电池 复合材料 插层(化学) 锂(药物) 化学物理 化学 无机化学 机械 热力学 物理 物理化学 有机化学 内分泌学 功率(物理) 地质学 语言学 医学 哲学 海洋学
作者
Xiangchun Zhang,Wei Shyy,Ann Marie Sastry
出处
期刊:Journal of The Electrochemical Society [Institute of Physics]
卷期号:154 (10): A910-A910 被引量:790
标识
DOI:10.1149/1.2759840
摘要

Severe, particle-level strains induced during both production and cycling have been putatively linked to lifetime limiting damage in lithium-ion cells. Because of the presently unknown contributions of manufacturing and intercalation induced stresses in Li cells, this correlation is critical in determining optimal materials and manufacturing methods for these cells. Both global and localized loads must be estimated, in order to select materials able to resist fracture. Here, we select the system for study. We present results of a set of simulation techniques, ranging from one-dimensional finite difference simulations of spherical particles, to fully three-dimensional (3D) simulations of ellipsoidal particles, to systematically study the intercalation-induced stresses developed in particles of various shapes and sizes, with the latter 3D calculations performed using a commercial finite element code. Simulations of spherical particles show that larger particle sizes and larger discharge current densities give larger intercalation-induced stresses. Simulations of ellipsoidal particles show that large aspect ratios are preferred to reduce the intercalation-induced stresses. In total, these results suggest that it is desirable to synthesize electrode particles with smaller sizes and larger aspect ratios to reduce intercalation-induced stress during cycling of lithium-ion batteries.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
Ray完成签到 ,获得积分10
1秒前
yexu完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
优雅魔镜完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
小二郎应助进取拼搏采纳,获得10
2秒前
4秒前
郑文涛发布了新的文献求助10
4秒前
谦让的牛排完成签到 ,获得积分10
4秒前
米糊发布了新的文献求助20
5秒前
邓青霞完成签到 ,获得积分10
6秒前
yy发布了新的文献求助10
6秒前
李健的小迷弟应助林一采纳,获得10
7秒前
紫心发布了新的文献求助10
7秒前
高大人发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
Heaven完成签到,获得积分20
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
老实和尚完成签到,获得积分10
11秒前
超帅的心锁完成签到,获得积分20
12秒前
FIN应助司空豁采纳,获得30
12秒前
wcy完成签到 ,获得积分10
13秒前
科目三应助弦弦弦采纳,获得10
13秒前
14秒前
14秒前
14秒前
车访枫完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
17秒前
在水一方应助如风随水采纳,获得10
17秒前
小白菜发布了新的文献求助30
18秒前
18秒前
林一发布了新的文献求助10
20秒前
dgygy完成签到,获得积分10
21秒前
苏比努尔发布了新的文献求助10
21秒前
酷波er应助郑文涛采纳,获得10
21秒前
24秒前
散光不近视完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
T/CIET 1202-2025 可吸收再生氧化纤维素止血材料 500
Interpretation of Mass Spectra, Fourth Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3956458
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3502597
关于积分的说明 11109039
捐赠科研通 3233376
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1787315
邀请新用户注册赠送积分活动 870585
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 802122