Modeling of contact stress among compound particles in high energy lithium-ion battery

阳极 材料科学 锂(药物) 压力(语言学) 锂离子电池 碳纤维 粒子(生态学) 重量分析 电池(电) 复合材料 纳米技术 光电子学 热力学 电极 有机化学 哲学 物理化学 内分泌学 功率(物理) 地质学 化学 医学 物理 海洋学 复合数 语言学
作者
Xiang Gao,He Peng,Jianguo Ren,Jun Xu
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:18: 23-33 被引量:74
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2019.02.007
摘要

Compared to other high capacity anodes, Silicon (Si) has the highest gravimetric capacity, volumetric capacity, a relatively low discharge voltage and abundant storage on the earth, Si and Si based materials has become more and more popular in battery industries among which Silicon-Carbon (Si-C) core-shell particle has been one of the most promising and commercially feasible candidates to achieve ultrahigh capacity of the anode for lithium-ion batteries. Silicon-Carbon (Si-C) core-shell particle has been one of the most promising and commercially feasible candidates to achieve ultrahigh capacity of the anode for lithium-ion batteries. However, most silicon-based anode materials suffer from severe performance deterioration especially during fast charging process. Modeling the mechanical stress and deformation of anode particles is thus of great fundamental and practical interest to understand the mechanism of silicon-carbon anodes. We establish both computational and theoretical methods to describe the stress distribution and contact behaviors within and among Si-C particles, as well as the Li+ diffusion within Si particle. We further analyze the charging rate dependent behavior of the core-shell structure. Our analysis reveals a complete link between stress, charging rate, Li+ diffusion and the structural variables. Our study thus opens a novel pathway to design the structured high-capacity silicon-carbon at nano-scale for expanding Si-based anode application within limited amount beyond cylindrical configuration and increasing the glass ceiling of battery energy density based on graphite anode.
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
夜雨流曦完成签到,获得积分10
刚刚
米糊完成签到,获得积分10
刚刚
壮观雁易发布了新的文献求助10
刚刚
大碗完成签到 ,获得积分10
1秒前
温暖的丹萱完成签到,获得积分20
1秒前
LIZHEN发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
赘婿应助hhhbbb采纳,获得10
1秒前
难过孤晴完成签到 ,获得积分10
2秒前
柳柳发布了新的文献求助10
3秒前
wangwang发布了新的文献求助10
3秒前
咩咩咩咩完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
7秒前
安琪发布了新的文献求助10
7秒前
高贵尔竹发布了新的文献求助10
8秒前
李博文发布了新的文献求助10
8秒前
11完成签到,获得积分10
9秒前
舒适青槐发布了新的文献求助10
9秒前
十月关注了科研通微信公众号
10秒前
zlx完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
馒头完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
打打应助江夏采纳,获得10
14秒前
LIZHEN发布了新的文献求助10
14秒前
Hello应助141采纳,获得10
15秒前
15秒前
枭逍完成签到,获得积分10
15秒前
呼吸小研狗完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
高贵尔竹完成签到,获得积分10
15秒前
17秒前
17秒前
安琪完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
18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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
The Effective Clinical Neurologist 3ed 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7714940
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9270212
关于积分的说明 20080726
捐赠科研通 7291285
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3298316
关于科研通互助平台的介绍 2452559
邀请新用户注册赠送积分活动 2305782