A Computational Comparative Study of the Lithium Diffusion in Amorphous Silicon Spheres, Rods, and Circular Disks

材料科学 锂(药物) 离子 球体 扩散 阳极 非晶硅 无定形固体 焊剂(冶金) 复合材料 晶体硅 结晶学 热力学 化学 冶金 物理 病理 物理化学 天文 内分泌学 医学 替代医学 有机化学 电极
作者
Minh-Quy Le,Huu-Tu Nguyen,Thanh-Lam Bui
出处
期刊:Journal of electrochemical energy conversion and storage [ASME International]
卷期号:18 (1)
标识
DOI:10.1115/1.4046932
摘要

Abstract We study through extensive finite element analysis the lithium diffusion in small elements of Si anodes under the forms of spheres, rods, and circular disks for Li-ion batteries. Elastoplastic properties of the amorphous silicon are assumed to be lithium concentration-dependent. Effects of the normalized flux of Li-ions on the lithium concentrations, stresses, and total equivalent plastic strains are considered. Effects of the disk's thickness are also included. At a given normalized flux, the heterogeneity of the lithiation, stresses, and plastic deformation increases in the order: disk, sphere, and rod. The thinner disk the better performance is. Below a critical value of the normalized flux of Li-ions, silicon spheres and disks exhibit linear elasticity and homogeneous distribution of Li-ions, whereas silicon rods undergo always plastic deformation after lithiation. When the radii of these three structures are smaller than several micrometers and the normalized flux is taken as 95% of their critical value, the charge time falls in the range from minutes to several hours. Our findings will help to optimize the charge and geometrical parameters for silicon anodes.

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
刚刚
健忘向露发布了新的文献求助10
刚刚
石友瑶发布了新的文献求助10
2秒前
zouni完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
团子完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
小卡拉米发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
6秒前
北北关注了科研通微信公众号
7秒前
小逗比完成签到,获得积分10
8秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
明理的绿蓉完成签到,获得积分10
9秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得30
9秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得20
9秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
雨归完成签到 ,获得积分10
9秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
Nailuokk应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
闪闪涫应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
笨笨凡松发布了新的文献求助10
11秒前
快乐的小凡完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
15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
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
化妆品原料学 1000
Psychology of Self-Regulation 600
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5638086
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4744566
关于积分的说明 15001034
捐赠科研通 4796214
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2562406
邀请新用户注册赠送积分活动 1521889
关于科研通互助平台的介绍 1481759