Chemo-Mechanical Analysis of Lithiation/Delithiation of Ni-rich Single Crystals

材料科学 分析化学(期刊) 化学 色谱法
作者
Shrinidhi S. Pandurangi,David S. Hall,Clare P. Grey,V.S. Deshpande,N.A. Fleck
出处
期刊:Journal of The Electrochemical Society [The Electrochemical Society]
卷期号:170 (5): 050531-050531 被引量:19
标识
DOI:10.1149/1945-7111/acd47e
摘要

Single crystal, Ni-rich layered lithium metal oxides are promising candidates for next-generation cathodes in lithium-ion batteries. However, these Ni-rich materials display anisotropic swelling and contraction during cycling, and this may lead to the generation of internal stresses and thereby to fracture and capacity loss. In this work, the spatio-temporal evolution of lithium concentration and stress state within a LiNi 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 O 2 (NMC811) single crystal are predicted using a fully coupled chemo-mechanical model. The stress state in the crystal arises from a spatially non-uniform distribution of Li concentration, and from a non-linear dependence of intercalation strain upon lithium concentration. The peak tensile stress is greatest near top-of-charge, due to the high sensitivity of intercalation strain upon lithium occupancy at low concentrations, and the peak tensile stress increases with both cycling rate and particle dimension. Significantly, the predicted peak tensile stress is insufficient to cause basal plane fracture of single crystals when their diameter is below 2.5 μ m and the charging and discharging rates are below 5C. This suggests that intraparticle fracture is not a significant degradation mode for well-designed NMC811 single crystals.
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
英姑应助zhihui采纳,获得10
刚刚
彪壮的咖啡完成签到,获得积分10
刚刚
CipherSage应助abc778采纳,获得10
刚刚
CodeCraft应助ww采纳,获得10
刚刚
小嘴巴完成签到,获得积分10
1秒前
恩柳画桥发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
冷傲如冬完成签到,获得积分10
2秒前
研友_VZG7GZ应助chenchen采纳,获得30
3秒前
Blank发布了新的文献求助10
3秒前
今后应助hj木秀于林采纳,获得10
4秒前
甜酒完成签到 ,获得积分10
5秒前
大个应助小钱全采纳,获得10
5秒前
6秒前
7秒前
雷若山完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
兴奋满天完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
CHENGJIE发布了新的文献求助10
9秒前
平常莞关注了科研通微信公众号
10秒前
开心完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
llynvxia发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
GG应助俊秀的又蓝采纳,获得10
12秒前
Eyrjilc完成签到,获得积分10
12秒前
五十一发布了新的文献求助10
12秒前
11发布了新的文献求助10
12秒前
个性的荆发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
13秒前
YANDD完成签到,获得积分10
13秒前
火花完成签到,获得积分10
13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
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
化妆品原料学 1000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
nephSAP® Nephrology Self-Assessment Program - Hypertension The American Society of Nephrology 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5631288
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4724882
关于积分的说明 14978056
捐赠科研通 4789435
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2557683
邀请新用户注册赠送积分活动 1518345
关于科研通互助平台的介绍 1478887