| اثر تنش هیدرواستاتیک بر الکترود باتری لیتیم-یون با استفاده از مدل کوپل شده تنش-نفوذ |
| کد مقاله : 1037-CMBM2022 |
| نویسندگان |
|
افسر باقری *1، رضا نقدآبادی2 1دانشگاه صنعتی شریف 2گروه طراحی کاربردی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران |
| چکیده مقاله |
| فرآیند اصلی در باتری لیتیم-یون، ورود/خروج لیتیم به/از ذرات فعال الکترود است. برخی از مواد فعال الکترود به دلیل تغییر در غلظت لیتیم، تغییر حجم بزرگی را تجربه می کنند. لذا پدیده های مکانیکی در الکترود که با ورود و خروج لیتیم همراه می شود از اهمیت ویژه ای برخوردار است؛ چرا که شکست الکترود ممکن است در نتیجه تنش‌های بزرگ رخ دهد. در این مقاله، یک چارچوب یکپارچه از قوانین تعادل و معادلات سازگار با ترمودینامیک ارائه می شود که نفوذ را با تغییر شکل کوچک الاستیک کوپل می کند. اثر تنش هیدرواستاتیک بر نفوذ و تنش ها در فرایند لیتیم دار شدن تحت پتانسیل ثابت بررسی می شود. تحلیل عددی تنش های ناشی از نفوذ، در یک ذره کروی همسانگرد انجام می شود و با نتایج تحلیلی موجود در مقالات، مقایسه می گردد. نتایج نشان می دهد که با احتساب اثر تنش هیدرواستاتیک، گرادیان غلظت کوچکتری در مقایسه با عدم لحاظ آن در ذره کروی ایجاد می شود که منجر به کاهش اندازه تنش شعاعی، تنش محیطی و در نتیجه تنش فون مایسز می گردد. نتایج می تواند پایه ای قوی برای ارزیابی تأثیر خواص الکترود بر تنش ها، آسیب های باتری، یکپارچگی الکترود و دوام آن باشد. |
| کلیدواژه ها |
| باتری لیتیم-یون، ذره کروی الکترود، اثر تنش هیدرواستاتیک، فرایند لیتیم دار شدن با پتانسیل ثابت |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی |