亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Coupled electrochemical-thermal-mechanical stress modelling in composite silicon/graphite lithium-ion battery electrodes

材料科学 石墨 电池(电) 压力(语言学) 电极 锂离子电池 复合材料 锂(药物) 复合数 光电子学 化学 热力学 医学 功率(物理) 语言学 物理 哲学 物理化学 内分泌学
作者
Mayur P. Bonkile,Yang Jiang,Niall Kirkaldy,Valentin Sulzer,Robert Timms,Huizhi Wang,Gregory J. Offer,Billy Wu
出处
期刊:Journal of energy storage [Elsevier BV]
卷期号:73: 108609-108609 被引量:38
标识
DOI:10.1016/j.est.2023.108609
摘要

Silicon is often added to graphite battery electrodes to enhance the electrode-specific capacity, but it undergoes significant volume changes during (de)lithiation, which results in mechanical stress, fracture, and performance degradation. To develop long-lasting and energy-dense batteries, it is critical to understand the non-linear stress behaviour in composite silicon-graphite electrodes. In this study, we developed a coupled electrochemical-thermal-mechanical model of a composite silicon/graphite electrode in PyBaMM (an open-source physics-based modelling platform). The model is experimentally validated against a commercially available LGM50T battery, and the effects of C-rates, depth-of-discharge (DoD), and temperature are investigated. The developed model can reproduce the voltage hysteresis from the silicon and provide insights into the stress response and crack growth/propagation in the two different phases. The stress in the silicon is relatively low at low DoD but rapidly increases at a DoD >∼80%, whereas the stress in the graphite increases with decreasing temperature and DoD. At higher C-rates, peak stress in the graphite increases as expected, however, this decreases for silicon due to voltage cut-offs being hit earlier, leading to lower active material utilisation since silicon is mostly active at high DoD. Therefore, this work provides an improved understanding of stress evolution in composite silicon/graphite 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
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
12秒前
向日葵完成签到,获得积分10
15秒前
zxt完成签到 ,获得积分10
18秒前
上官若男应助lalalatiancai采纳,获得10
25秒前
35秒前
37秒前
WW发布了新的文献求助10
40秒前
lalalatiancai发布了新的文献求助10
41秒前
可靠诗筠完成签到 ,获得积分10
50秒前
宋宋不迷糊完成签到 ,获得积分10
50秒前
Orange应助xsdpku采纳,获得30
1分钟前
1分钟前
1分钟前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得30
1分钟前
1分钟前
桃桃发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
大个应助ray采纳,获得10
1分钟前
ray完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
SciGPT应助桃桃采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
ray发布了新的文献求助10
1分钟前
桃桃完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
2分钟前
xsdpku发布了新的文献求助30
2分钟前
2分钟前
之南发布了新的文献求助10
2分钟前
沉静的弼完成签到 ,获得积分10
2分钟前
BUTTOND完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
3分钟前
3分钟前
androabo发布了新的文献求助10
3分钟前
小虎发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
倩倩完成签到,获得积分10
3分钟前
XIETTING完成签到 ,获得积分10
3分钟前
4分钟前
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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6518742
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8311544
关于积分的说明 17769658
捐赠科研通 5620804
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2926536
邀请新用户注册赠送积分活动 1903317
关于科研通互助平台的介绍 1764075