مدل سازی رفتار الاستیک-پلاستیک الکترود باتری لیتیم-یون با تغییرات مدول الاستیسیته با غلظت لیتیم

در بین مواد مختلف، آندهای سیلیکونی بیشترین ظرفیت جذب لیتیم را در باتری لیتیم-یون دارند. اما این ظرفیت بالای جذب لیتیم، میتواند سبب افزایش حجم 300 درصدی الکترود و به وجود آمدن تنشهای بزرگی در آن شود. شواهد نشان میدهد که چرخه های شارژ و دشارژ میتواند سبب ایجاد تغییر شکل پلاستیک در برخی نقاط الکترود شود. از طرفی تغییر شکل پلاستیک ذرات الکترودی میتواند سبب کاهش ظرفیت آنها شود. این کاهش ظرفیت الکترود، اهمیت بررسی تغییر شکل الاستیک-پلاستیک را نشان میدهد. هدف از انجام این پژوهش، مدلسازی رفتار الاستیک -پلاستیک ذرات الکترود کروی سیلیکونی در چرخه های شارژ و دشارژ و بررسی تاثیر تغییرات مدول الاستیسیته با غلظت لیتیم است. معادلات حاصل از مدلسازی رفتار الکترود، با روش تفاضل محدود و در نرمافزار متلب1، حل شدند . نتایج حاصل از مدلسازی برای دو حالت ثابت و متغیر بودن مدول الاستیسیته حین فرآیندهای باتری، اختلاف 25 و 10/51 درصدی محاسبه میزان تغییرشکل را به ترتیب در لحظه شروع تسلیم مربوط به اولین فرآیند ورود لیتیم و اولین فرآیند خروج لیتیم، برای المان نزدیک به سطح ذره الکترودی نشان میدهند.

کلیدواژه ها:

باتری لیتیم -یون ، الکترود سیلیکونی ، تغییر شکل الاستیک-پلاستیک ، تغییر شکل ناشی از نفوذ