[口头报告]锂离子电池负极颗粒的力化耦合行为跨尺度研究

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中国力学学会计算力学专业委员会颗粒材料计算力学专业组

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承办单位

河海大学

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会议时间
2024 年 5 月 31 日（星期五）报到
2024 年 6 月 1 日 - 3 日会议

锂离子电池负极颗粒的力化耦合行为跨尺度研究

编号：53 稿件编号：154 访问权限：仅限参会人更新：2024-04-09 22:22:53 浏览：545次口头报告

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报告时间：暂无持续时间

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摘要

针对锂离子电池负极颗粒材料的研究对开发具有高能量密度的新型电极具有重要意义。本文对经历化学扩散的非均质复合电极开发了基于均质化的双尺度力化耦合模型。为由具有局部不同扩散变形特性的多成分组成的异质复合电极建立了双尺度增量变分公式。针对负极极片的宏观和细观结构，解决了力化耦合行为的极值问题，其中宏观材料属性是从嵌套代表体积单元 (RVE) 的局部边值问题的结果中提取的。通过交错有限元法 (FEM) 实现过程。针对化学扩散中的“质量集中矩”相关的“惯性效应”，对 RVE 的尺寸效应进行了参数研究，并讨论了力学和化学解的耦合机制。最后，在细观尺度 BVP 上求解了非弹性耗散，并检查了它们对力学大变形和化学质量扩散的影响。这项工作的贡献主要有两个方面。一是发展了复合电极材料多物理场耦合自洽均质化建模的理论，以及严格的 FE2 求解程序。二是为高效材料设计所需的近似算法和先进的数据驱动方法的评估提供数值参考。

关键字

锂离子电池,负极颗粒,多场耦合,跨尺度均匀化计算

报告人

吴宜琨

清华大学

稿件作者

吴宜琨清华大学

毛贻齐湖南大学

陈浩森北京理工大学