锂离子复合电极在电化学循环过程中的应力演化及由此产生的电池外壳内压力

锂离子复合电极在电化学循环过程中的应力演化及由此产生的电池壳内压力(http://jes.ecsdl.org/content/162/14/A2656）

Siva P.V. Nadimpalli, Vijay A. Sethuraman, Daniel P. Abraham, Allan F. Bower和Pradeep R. Guduru

文摘:复合阴极涂层由高能量密度层状氧化物(Li1.2Ni0.15Mn0.55Co0.1O2，理论容量~ 377 mAh/g)、聚氟乙烯(PVdF)粘结剂和电子传导添加剂粘合到弹性衬底上。通过将阴极与容量匹配的石墨阳极配对构建电化学电池，进行电化学循环，并使用衬底曲率技术测量阴极涂层中的实时平均应力演变。应力演化曲线的特征与氧化物的相变化相关，从而获得了与该材料的原位XRD研究相补充的数据。应力演化随锂离子浓度的变化呈现出复杂的变化，表明氧化物中与相变相关的体积变化不是锂离子浓度单调变化的函数。氧化锂化过程中阴极的拉应力峰值约为1.5 MPa，压应力峰值约为6 MPa。用同样的方法分别测量了阳极涂层的应力演化。测量的应力被用来估计在带有果冻卷电极的圆柱形锂离子电池中产生的内部压力。