Operando Full‐Field Strain Reconstruction Reveals Geometry‐Driven Kinetic Desynchronization in LiFePO 4 Pouch Cells

材料科学 变形(气象学) 不对称 拉伤 动能 电极 化学物理 应变率 热的 电化学 复合材料 堆栈(抽象数据类型) 纳米技术 反演(地质) 变形机理 动力学
作者
Yanbo Nie,Xiaoyu Huang,Fang Ren,Ning Wang,Dajuan Lyu,Liangming Xiong,Zhi Zhang,Qidong Tai,Ning Wang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:16 (31)
标识
DOI:10.1002/aenm.71219
摘要

ABSTRACT Fast‐charging operation in lithium‐ion batteries is influenced by internal mechanical heterogeneity, while its spatiotemporal evolution under high‐rate conditions remains poorly resolved. Existing diagnostic approaches provide only surface‐level information, leaving internal mechanical heterogeneity during fast charging inaccessible. Here, we employ operando distributed optical fiber sensing to reconstruct the strain evolution within LiFePO 4 pouch cells at millimeter‐scale resolution. The reconstructed strain evolution exhibits a clear transition in deformation behavior with increasing C‐rate. Under low‐rate cycling, the electrode stack undergoes largely synchronous deformation during lithiation and delithiation. As the charging rate increases, this uniform response breaks down, and the deformation becomes kinetically desynchronized. At 1.5 C, pronounced spatial heterogeneity emerges, characterized by strain inversion and amplification of strain gradients near constrained regions. In these regions, the deformation response reflects coupled electrochemical expansion and local thermal loading, with the effective strain–temperature sensitivity increasing from ∼0.71 to ∼2.13 µε °C −1 . The strain‐concentrated regions exhibit mechanical irreversibility, quantified by a strain asymmetry factor (η) reaching 0.588, and are spatially associated with post‐cycling microstructural evolution, as reflected by an apparent ∼6.8% residual electrode‐thickness difference. Together, these insights provide a mechanistic basis for optimizing cell‐level architectures in next‐generation fast‐charging 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
刚刚
大分子完成签到,获得积分10
1秒前
yhhhs完成签到 ,获得积分10
2秒前
孙老师完成签到 ,获得积分10
4秒前
鲨鱼辣椒完成签到,获得积分0
4秒前
老迟的新瑶完成签到 ,获得积分10
4秒前
小强完成签到,获得积分10
5秒前
zgq_5678完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
yaya完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
Alioth完成签到 ,获得积分10
9秒前
C.Cat的应助被阿毅采纳,获得10
9秒前
PsyQin完成签到,获得积分10
10秒前
Serein完成签到,获得积分10
10秒前
年华发布了新的文献求助10
11秒前
goujuan完成签到,获得积分10
11秒前
朱先生完成签到 ,获得积分0
12秒前
lzx发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
路人完成签到,获得积分10
14秒前
wangchong完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
ZaiJ完成签到,获得积分10
16秒前
Mercurius完成签到 ,获得积分10
17秒前
yxy999完成签到,获得积分10
17秒前
hr完成签到 ,获得积分10
17秒前
砥砺完成签到,获得积分10
17秒前
Treasure完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
聪明的豌豆荚完成签到 ,获得积分10
20秒前
眯眯眼的以蕊完成签到,获得积分10
20秒前
三斤完成签到 ,获得积分10
20秒前
江安完成签到,获得积分10
21秒前
zhang完成签到,获得积分10
21秒前
陈cici驴完成签到,获得积分10
21秒前
机智明辉完成签到,获得积分10
22秒前
花洋完成签到,获得积分10
22秒前
春秋蚕发布了新的文献求助10
22秒前
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
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 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 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8142696
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9542320
关于积分的说明 21650319
捐赠科研通 7727705
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3421714
关于科研通互助平台的介绍 2547151
邀请新用户注册赠送积分活动 2464469