典型文献
基于统一相场理论的锂电池电极颗粒断裂模拟研究
文献摘要：
锂电池充放电过程中,锂离子的脱出和嵌入会引发电极颗粒的不均匀体积变化和机械应力.上述锂离子扩散过程诱发的应力与电极颗粒的尺寸大小、截面形状和冲放电速率有关,可能会导致电极颗粒出现裂缝起裂、扩展甚至断裂等力学失效,对锂离子电池的容量和循环寿命等性能产生不利影响.为准确模拟并预测电极颗粒的力学失效过程,在笔者前期提出的统一相场理论框架内进一步考虑化学扩散、力学变形和裂缝演化等耦合过程,建立化学-力学耦合相场内聚裂缝模型,发展相应的多场有限元数值实现算法,并应用于二维柱状和三维球体锂电池电极颗粒的力学失效分析.由于同时涵括了基于强度的起裂准则、基于能量的扩展准则以及基于变分原理的裂缝路径判据,这一模型不仅适用于带初始缺陷电极颗粒的开裂行为模拟,而且适用于无初始缺陷电极颗粒的损伤破坏全过程分析.数值计算结果表明,相场内聚裂缝模型能够模拟锂离子扩散引发的电极颗粒裂缝起裂、扩展、汇聚等复杂演化过程,可为锂离子电池电极颗粒的力学失效预测和优化设计提供有益的参考.
文献关键词：
锂离子电池;扩散;化学-力学耦合失效;相场理论;内聚裂缝模型
中图分类号：
作者姓名：
吴建营;洪屹峰
作者机构：
华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室,广州 510641;华南理工大学土木工程系,广州 510641
文献出处：
引用格式：
[1]吴建营;洪屹峰-.基于统一相场理论的锂电池电极颗粒断裂模拟研究)[J].力学学报,2022(09):2472-2488
A类：
内聚裂缝模型,起裂准则
B类：
相场理论,锂电池,断裂模拟,充放电过程,脱出,入会,体积变化,机械应力,离子扩散,扩散过程,截面形状,放电速率,致电,裂缝起裂,锂离子电池,循环寿命,失效过程,裂缝演化,耦合过程,场内,多场,数值实现,柱状,球体,失效分析,涵括,变分原理,判据,初始缺陷,开裂行为,行为模拟,损伤破坏,全过程分析
AB值：
0.294589
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