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【干货】锂离子电池电极的压力和应力研究

导读: 锂离子电池作为移动电源已经非常普遍,但是要想全面进入电动汽车领域,就需要更高效的充电速率和放电能力,并不得不更多地考虑安全性的问题。

  离子电池作为移动电源已经非常普遍,但是要想全面进入电动汽车领域,就需要更高效的充电速率和放电能力,并不得不更多地考虑安全性的问题。

  那么,问题就来了:高速率的锂离子交换需要更多的能量和更快速的充电,从而对电极产生大量的压力和应力,最终导致性能衰退。目前为止,对于电池电极中的电化学压力和应力行为的系统研究并不多见。

  有鉴于此,Tavassol等人报道了一种全新的技术,通过计算原位压力和应力协调的电化学刚度来检测电极的化学-力学响应。

图1.电化学刚度计算方法

电池电极

  图2.压力和应力的协同检测和电化学刚度的计算

  研究表明,电池循环过程中,随着不同石墨-锂插层化合物的生成,电化学刚度发生巨大改变。压力和锂化/脱锂速率成正比,应力和容量成正比,和速率成反比。

  总之,这项电化学刚度实验为锂离子电池的性能衰退研究提供了新的视角!

电池电极

图3. 压力和应力的非同步发展

电池电极

图4.电势扫描速率对石墨电极压利和应力的影响

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