کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7151901 1462350 2017 20 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Stress-mediated lithiation in nanoscale phase transformation electrodes
ترجمه فارسی عنوان
القا شدن استرس در الکترودهای تحول فاز نانومواد
کلمات کلیدی
باتری یون لیتیوم، تبدیل فاز، شکاف پذیری، اثر اندازه، پلاستیک
ترجمه چکیده
توسعه الکترود های انتقال قدرت فاز در باتری های یون لیتیوم نیازمند مطالعات جامع در مورد لایتسیون استنتاجی است که شامل مهاجرت رابط فاز می شود. این پدیده های ضد بصیرتی را به ویژه در الکترود های نانومقیاس مانند مود مودم رابط فاز، ناپدید شدن شکاف همزمانی با نرخ بار بالا و ایجاد کرک سطحی در طول لایتسیون به ارمغان می آورد. با این حال، هنوز هم یک چالش برای شبیه سازی تکامل استرس در الکترودهای نانومقیاس به صورت دلخواه، همراه با تغییر فاز و تغییر شکل پلاستیکی همزمان است. این مقاله خلاصه ای از تلاش های ما برای حل این مسائل را با توسعه مدل فاز فاز و شبیه سازی ارائه می دهد. ما نشان می دهیم که شکاف همزمانی حالت دو فاز نه تنها تحت تاثیر فشار، بلکه همچنین سرعت واکنش سطح و اندازه ذرات تاثیر می گذارد. علاوه بر این، مهاجرت فاز رابط با توجه به استرس کاهش می یابد. این نشان می دهد که تغییر شکل پلاستیک موجب گسترش شعاعی بزرگ می شود که مسئول انتقال از فشرده سازی سطح گردان به سطح کشش سطح است که ممکن است موجب ایجاد کرک سطحی در طول لایتسیون شود. ما امیدواریم که تلاش ما بتواند در درک سینتیکهای استرس در الکترودهای تبدیل فاز کمک کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
پیش نمایش مقاله
القا شدن استرس در الکترودهای تحول فاز نانومواد
چکیده انگلیسی
Development of high-performance phase transformation electrodes in lithium ion batteries requires comprehensive studies on stress-mediated lithiation involving migration of the phase interface. It brings out many counter-intuitive phenomena, especially in nanoscale electrodes, such as the slowing down migration of phase interface, the vanishing of miscibility gap under high charge rate, and the formation of surface crack during lithiation. However, it is still a challenge to simulate the evolution of stress in arbitrarily-shaped nanoscale electrodes, accompanied with phase transformation and concurrent plastic deformation. This article gives a brief review of our efforts devoted to address these issues by developing phase field model and simulation. We demonstrate that the miscibility gap of two-phase state is affected not only by stress but also by surface reaction rate and particle size. In addition, the migration of phase interface slows down due to stress. It reveals that the plastic deformation generates large radial expansion, which is responsible for the transition from surface hoop compression to surface hoop tension that may induce surface crack during lithiation. We hope our effort can make a contribution to the understanding of stress-coupled kinetics in phase transformation electrodes.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Acta Mechanica Solida Sinica - Volume 30, Issue 3, June 2017, Pages 248-253
نویسندگان
, ,