亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Coupled electrochemical-thermal-mechanical stress modelling in composite silicon/graphite lithium-ion battery electrodes

材料科学 石墨 电池(电) 压力(语言学) 电极 锂离子电池 复合材料 锂(药物) 复合数 光电子学 化学 热力学 物理 内分泌学 哲学 物理化学 功率(物理) 医学 语言学
作者
Mayur P. Bonkile,Yang Jiang,Niall Kirkaldy,Valentin Sulzer,Robert Timms,Huizhi Wang,Gregory J. Offer,Billy Wu
出处
期刊:Journal of energy storage [Elsevier BV]
卷期号:73: 108609-108609 被引量:38
标识
DOI:10.1016/j.est.2023.108609
摘要

Silicon is often added to graphite battery electrodes to enhance the electrode-specific capacity, but it undergoes significant volume changes during (de)lithiation, which results in mechanical stress, fracture, and performance degradation. To develop long-lasting and energy-dense batteries, it is critical to understand the non-linear stress behaviour in composite silicon-graphite electrodes. In this study, we developed a coupled electrochemical-thermal-mechanical model of a composite silicon/graphite electrode in PyBaMM (an open-source physics-based modelling platform). The model is experimentally validated against a commercially available LGM50T battery, and the effects of C-rates, depth-of-discharge (DoD), and temperature are investigated. The developed model can reproduce the voltage hysteresis from the silicon and provide insights into the stress response and crack growth/propagation in the two different phases. The stress in the silicon is relatively low at low DoD but rapidly increases at a DoD >∼80%, whereas the stress in the graphite increases with decreasing temperature and DoD. At higher C-rates, peak stress in the graphite increases as expected, however, this decreases for silicon due to voltage cut-offs being hit earlier, leading to lower active material utilisation since silicon is mostly active at high DoD. Therefore, this work provides an improved understanding of stress evolution in composite silicon/graphite 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
nianshu完成签到 ,获得积分0
17秒前
皮皮完成签到 ,获得积分10
31秒前
胡萝卜完成签到,获得积分10
32秒前
怡然碧空完成签到,获得积分10
42秒前
1分钟前
霜颸发布了新的文献求助10
1分钟前
心灵美语兰完成签到 ,获得积分10
1分钟前
圆圆完成签到 ,获得积分10
1分钟前
大胆的大楚完成签到,获得积分10
1分钟前
moon完成签到 ,获得积分10
1分钟前
深情的朝雪完成签到,获得积分10
2分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
hahha发布了新的文献求助30
3分钟前
闪闪的雪卉完成签到,获得积分10
3分钟前
李林鑫完成签到 ,获得积分10
3分钟前
种下梧桐树完成签到 ,获得积分10
4分钟前
懦弱的甜瓜完成签到,获得积分10
4分钟前
完美世界应助小乖采纳,获得10
4分钟前
4分钟前
飞飞发布了新的文献求助10
4分钟前
jxjsdlh完成签到 ,获得积分10
4分钟前
顾矜应助杜梦婷采纳,获得10
5分钟前
闪闪访波完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
5分钟前
番茄酱大王完成签到,获得积分20
5分钟前
光亮豌豆完成签到,获得积分10
6分钟前
朴实的新柔完成签到,获得积分10
6分钟前
7分钟前
7分钟前
真实的荣轩完成签到,获得积分10
7分钟前
7分钟前
Ariel发布了新的文献求助10
7分钟前
8分钟前
cy发布了新的文献求助10
8分钟前
冷傲的怜寒完成签到,获得积分10
8分钟前
8分钟前
cy完成签到 ,获得积分10
8分钟前
Ariel完成签到,获得积分10
9分钟前
默默的以柳完成签到,获得积分10
9分钟前
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
Organic Reactions Volume 118 400
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 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 6458249
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8267825
关于积分的说明 17620939
捐赠科研通 5526766
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2905632
邀请新用户注册赠送积分活动 1882418
关于科研通互助平台的介绍 1726896