تاثیر ضریب نفوذ متغیر در تحلیل الاستوپلاستیک باتریهای لیتیومی

باتریهای یون لیتیوم به صورت گسترده مورد استفاده قرار میگیرد. سیلیکون به دلیل ظرفیت تئوری بسیار بالا به عنوان ماده مناسب برای آنود باتریهای نسل جدید مورد مطالعه قرارگرفته است. افزایش حجم زیاد، ایجاد تنش بالا و شکست در هنگام ورود لیتیوم به سیلیکون باعث محدودیت استفاده از این ماده شده است. به همین دلیل درک ویژگیهای مکانیکی، تغییر حجم، ایجاد تنش و مکانیک شکست برای طراحی الکترود سیلیکونی مناسب، ضروری است. مطالعات اخیر نشان داده است با استفاده از مزیت تغییر شکل پلاستیک سیلیکون میتوان عملکرد آنود را بهبود بخشید. در این مقاله برای مدل سازی بهتر نحوه لیتیوم دار شدن سیلیکون، معادله نفوذ با ضرایب متغیر حل شده است و نشان داده شده که تاثیر تغییر ضریب نفوذ لیتیوم در سیلیکون بسیار مهم است. سپس با در نظر گرفتن کرنش پلاستیک و با استفاده از مدل سختی شوندگی سینماتیکی شاباش، توزیع تنش و کرنش پلاستیک در الکترود محاسبه شده و نشان داده شده است که ضخامت جمع کننده جریان بر توزیع تنش و کرنش پلاستیک در لایه فعال تاثیر قابل توجهی دارد.

کلیدواژه ها:

باتری یون لیتیوم ، سیلیکون ، معادله نفوذ ، تغییر شکل پلاستیک.