A multiphysics understanding of internal short circuit mechanisms in lithium-ion batteries upon mechanical stress abuse

多物理 材料科学 背景(考古学) 电池(电) 变形(气象学) 多尺度建模 锂离子电池 机制(生物学) 核工程 机械工程 计算机科学 复合材料 功率(物理) 结构工程 有限元法 工程类 物理 计算化学 古生物学 化学 生物 量子力学
作者
Xudong Duan,Huacui Wang,Yikai Jia,Lubing Wang,Binghe Liu,Jun Xu
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:45: 667-679 被引量:105
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2021.12.018
摘要

Lithium-ion batteries (LIBs) have played an increasingly dominant role in the current mobile society. Due to the risky safety testing procedure, ultra-rigorous demands of the testing facility, and complicated multiphysics nature of the safety issues, the lack of high-fidelity models to describe the safety behaviors of lithium-ion batteries upon abusive loading has significantly deferred the further application of LIBs. Herein, by assistance from the ex-situ observation using the X-ray Computed Tomography scanning technique and postmortem characterization of the battery samples, we reveal the formation process of various internal short circuit (ISC) modes upon abusive loading guiding our modeling. Strain-based and ISC mode-dependent criteria are first developed to establish the mechanical-electrical coupling relationship. Particularly, we establish a fully multiphysics-coupled model capable of identifying various ISC modes and describing the entire evolution process of the battery from the initial deformation to the final thermal runaway (TR) of the LIBs. The multiphysics model demonstrates a promising generalization in various SOC and loading situations. Finally, the multiphysics model is applied for 100% SOC of the LIB to reveal the evolution mechanism of deformation-different ISC modes-TR. Results highlight the power of computational modeling to understand the underlying mechanism of safety issues in energy storage systems in a broader context.
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
落花生发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
Owen应助巧克力采纳,获得10
2秒前
锦鲤护体完成签到,获得积分20
3秒前
布洛芬缓释胶囊完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
有血条就敢上完成签到,获得积分10
3秒前
小橙完成签到 ,获得积分10
4秒前
妙木仙完成签到,获得积分10
5秒前
夏目的一本烂账完成签到,获得积分20
6秒前
六六发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
666完成签到,获得积分10
8秒前
负责的皮卡丘完成签到,获得积分10
10秒前
CodeCraft应助慕梅采纳,获得10
12秒前
13秒前
14秒前
丘比特应助精明凌旋采纳,获得10
15秒前
桐桐应助坦率的飞松采纳,获得10
15秒前
圣晟胜发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
ssh完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
壮观飞珍完成签到,获得积分10
16秒前
彭于晏应助守拙采纳,获得10
17秒前
17秒前
吉吉发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
17秒前
shiduopili完成签到,获得积分10
18秒前
hah完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
19秒前
20秒前
共享精神应助卡密尔采纳,获得10
21秒前
21秒前
21秒前
xkk完成签到,获得积分10
21秒前
好心秦发布了新的文献求助10
21秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 680
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
Organic Reactions Volume 118 400
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6455151
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8265846
关于积分的说明 17617321
捐赠科研通 5521341
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2904828
邀请新用户注册赠送积分活动 1881585
关于科研通互助平台的介绍 1724441