Mechanics-Driven Anode Material Failure in Battery Safety and Capacity Deterioration Issues: A Review

阳极 材料科学 电池(电) 降级(电信) 锂离子电池 计算机科学 机械工程 可靠性工程 法律工程学 工程类 电极 电信 功率(物理) 化学 物理 物理化学 量子力学
作者
Xiang Gao,Yikai Jia,Wen Zhang,Chunhao Yuan,Jun Xu
出处
期刊:Applied Mechanics Reviews [American Society of Mechanical Engineers]
卷期号:74 (6) 被引量:56
标识
DOI:10.1115/1.4054566
摘要

Abstract High-capacity anodes, such as Si, have attracted tremendous research interest over the last two decades because of the requirement for the high energy density of next-generation lithium-ion batteries (LIBs). The mechanical integrity and stability of such materials during cycling are critical because their volume considerably changes. The volume changes/deformation result in mechanical stresses, which lead to mechanical failures, including cracks, fragmentation, and debonding. These phenomena accelerate capacity fading during electrochemical cycling and thus limit the application of high-capacity anodes. Experimental studies have been performed to characterize the deformation and failure behavior of these high-capacity materials directly, providing fundamental insights into the degradation processes. Modeling works have focused on elucidating the underlying mechanisms and providing design tools for next-generation battery design. This review presents an overview of the fundamental understanding and theoretical analysis of the electrochemical degradation and safety issues of LIBs where mechanics dominates. We first introduce the stress generation and failure behavior of high-capacity anodes from the experimental and computational aspects, respectively. Then, we summarize and discuss the strategies of stress mitigation and failure suppression. Finally, we conclude the significant points and outlook critical bottlenecks in further developing and spreading high-capacity materials of LIBs.
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
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
Plant的应助被研友_5Y9775采纳,获得10
刚刚
情怀的应助被研友_5Y9775采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
领导范儿的应助被呆萌大象采纳,获得10
1秒前
1秒前
王海钰发布了新的文献求助10
1秒前
super chan发布了新的文献求助10
1秒前
tiantiantian发布了新的文献求助10
2秒前
典雅盼望完成签到,获得积分20
3秒前
博客语法完成签到 ,获得积分10
3秒前
DrJunWei完成签到,获得积分10
3秒前
常裤子完成签到,获得积分10
4秒前
PENG发布了新的文献求助10
5秒前
着急的斑马完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
Sano发布了新的文献求助10
6秒前
绿亏高波ETF完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
keanu完成签到,获得积分10
6秒前
Owen的应助被XFINE采纳,获得10
6秒前
英姑的应助被科研菜鸟采纳,获得30
7秒前
吴金灿完成签到,获得积分20
7秒前
8秒前
科研通AI6.2的应助被aoi采纳,获得10
8秒前
是猪毛啊完成签到,获得积分10
9秒前
aajhajkahna的应助被Zoe采纳,获得10
9秒前
涵泽完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
tiantiantian完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
慕青的应助被南佳采纳,获得10
10秒前
安详的玲完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
星辰大海的应助被小田采纳,获得10
11秒前
大模型的应助被潇云采纳,获得10
11秒前
Yangdewu完成签到,获得积分10
11秒前
13秒前
典雅盼望发布了新的文献求助10
13秒前
肖龙新发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
CODESSA 2000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
The Welfare Assembly Line: Public Servants in the Suffering City 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7851812
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9371476
关于积分的说明 20678062
捐赠科研通 7449463
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3344279
关于科研通互助平台的介绍 2486766
邀请新用户注册赠送积分活动 2367222