Chemo‐Mechanical Model of SEI Growth on Silicon Electrode Particles**

淡出 材料科学 阳极 电池(电) 电解质 锂离子电池 电极 复合材料 蠕动 锂(药物) 容量损失 化学 冶金 热力学 功率(物理) 物理化学 内分泌学 物理 操作系统 医学 计算机科学
作者
Lars von Kolzenberg,Arnulf Latz,Birger Horstmann
出处
期刊:Batteries & supercaps [Wiley]
卷期号:5 (2) 被引量:53
标识
DOI:10.1002/batt.202100216
摘要

Abstract Silicon anodes promise high energy densities of next‐generation lithium‐ion batteries, but suffer from shorter cycle life. The accelerated capacity fade stems from the repeated fracture and healing of the solid‐electrolyte interphase (SEI) on the silicon surface. This interplay of chemical and mechanical effects in SEI on silicon electrodes causes a complex aging behavior. However, so far, no model mechanistically captures the interrelation between mechanical SEI deterioration and accelerated SEI growth. In this article, we present a thermodynamically consistent continuum model of an electrode particle surrounded by an SEI layer. The silicon particle model consistently couples chemical reactions, physical transport, and elastic deformation. The SEI model comprises elastic and plastic deformation, fracture, and growth. Capacity fade measurements on graphite anodes and in‐situ mechanical SEI measurements on lithium thin films provide parametrization for our model. For the first time, we model the influence of cycling rate on the long‐term mechanical SEI deterioration and regrowth. Our model predicts the experimentally observed transition in time dependence from square‐root‐of‐time growth during battery storage to linear‐in‐time growth during continued cycling. Thereby our model unravels the mechanistic dependence of battery aging on operating conditions and supports the efforts to prolong the battery life of next‐generation lithium‐ion 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
睡到天亮发布了新的文献求助10
刚刚
顾矜应助石木尧采纳,获得10
1秒前
2秒前
高分子发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
qi完成签到,获得积分10
3秒前
贝肯尼发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
迅速邑完成签到,获得积分10
3秒前
Vastsss发布了新的文献求助10
3秒前
酷波er应助张鑫采纳,获得10
3秒前
邓施展发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
lila发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
科研通AI6.3应助柯九思采纳,获得10
6秒前
科研通AI6.4应助YangShu采纳,获得10
6秒前
科研通AI6.2应助哈喽采纳,获得10
6秒前
饱满的若山完成签到,获得积分10
8秒前
果子黄完成签到,获得积分10
8秒前
酷波er应助耳机丢了采纳,获得10
8秒前
1234567发布了新的文献求助10
9秒前
Purplesky完成签到,获得积分10
9秒前
tiptip完成签到,获得积分0
9秒前
yyyyyyyyjx发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
施不评完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
呆萌夏云发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
阿王发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
汉堡包应助azu采纳,获得10
12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
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
Models for the coupled atmosphere and ocean 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 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 7388169
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8994634
关于积分的说明 19139318
捐赠科研通 7024881
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3228290
关于科研通互助平台的介绍 2390794
邀请新用户注册赠送积分活动 2209343