改进化学势模型用于锂离子电池硅纳米颗粒电极快速变形

摘要

提出修正化学势表达式，移除低变形速率假设，实现硅纳米颗粒电极扩散诱导应力和锂分布精准建模。在恒电位和恒电流循环下对比新旧表达式，演示恒电位运行下两模型显著分歧，恒电流结果基本不受影响。首次识别临界半径——Li通量和静水应力对两模型基本相同的区域。

引言

硅等大容量电极锂化体积膨胀达400%，对便携电子、电动汽车、电网储能至关重要。但均匀体积膨胀产生的扩散诱导应力可触发脆性断裂，缩短循环寿命降低容量。复合电极复杂形貌挑战纯理论描述；多数模型将材料性质视为空间变化而忽略界面效应。理论常考虑球形、圆柱、平板电极几何，建立一/二维模型。

近年硅纳米颗粒电极研究凸显锂化诱导相变、形貌演化、应力产生间相互作用。这些研究依赖固体热力学平衡，原子扩散受应力影响反之亦然。Larche和Cahn框架引入假设小各向同性变形的应力依赖化学势，Wu公式引入Eshelby动量张量。Cui等扩展至有限变形，但推导仅对相对扩散的低变形速率准确。考虑硅快充大体积膨胀，该假设可能导致显著误差。

本工作推导适用快速变形、无低速率假设、与电极形貌无关的化学势表达式。将新模型应用于硅纳米颗粒电极恒电位和恒电流控制，量化对应力和锂分布影响。并识别两模型收敛的临界半径，提供应力影响空间界限洞见。

方法

柔性可穿戴电子学在持续人体健康监测中的进展 金纳米颗粒增强PF-NR2阴极界面电子传输提升倒置聚合物LED性能

纳米材料

改进化学势模型用于锂离子电池硅纳米颗粒电极快速变形

摘要

引言

方法 柔性可穿戴电子学在持续人体健康监测中的进展 金纳米颗粒增强PF-NR2阴极界面电子传输 提升倒置聚合物LED性能

方法

柔性可穿戴电子学在持续人体健康监测中的进展金纳米颗粒增强PF-NR2阴极界面电子传输提升倒置聚合物LED性能