科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
力学性质是材料的本质属性之一，随着锂离子电池应用于电动汽车、智能电网领域，活性材料的力学特性开始受到关注。动力电池、储能电池的循环寿命需要达到几千次，活性材料晶胞亦经历几千次规律的膨胀、收缩，材料颗粒的力学劣化成为必须面对的新挑战。本文以团队的研究结果为主，总结了锂电池层状正极材料力学劣化机制和改善措施。首先，讨论了正极材料的力学研究基础，明确正极材料符合弹性形变，可以使用胡克方程分析；其次，回顾了正极材料力学劣化行为符合“损伤-断裂”模型，应力产生缺陷，逐渐积累直至断裂，电解液会沿着裂缝扩散至电池内部发生副反应，造成循环跳水；最后，总结了抑制材料力学劣化的主要策略，重点介绍了降低晶胞形变和表面构筑刚性层，降低晶胞变化是通过减小材料应变降低颗粒应力，表面构筑刚性层是阻挡电解液扩散至开裂的体相，这些策略都显著提高了材料的循环寿命。总的来说，电极材料的力学劣化是无法避免的，但可以通过合适的改善措施，延迟、减缓力学劣化的影响。
- 单位
