基于图像微结构的多孔电极化学力学行为弹塑性模型

电极的微观结构本质上是复杂的，因此应该在分析充放电循环期间的化学力学性能之前确定。在这项研究中，建立了一个微观结构分辨率，完全耦合的化学-力学模型来研究弹塑性框架中电极的结构-性能关系有限变形．利用区域生长方法对真实电极图像中的活性粒子、粘结剂和孔隙进行分割和重构。考虑有限浓度效应、浓度相关模量和屈服强度，阐述了电极微观结构对扩散诱导应力(DIS)分布、局部电位和电阻、粘结剂与颗粒之间的相互作用以及颗粒-粘结剂界面(PBI)力学破坏的影响。结果表明，电极的微观结构对DIS分布、局部电位和电阻有显著影响。弹塑性有限变形理论可以准确地描述应力奇异点发生在尖锐凹区附近的。此外，发现使用相对较软的粘合剂可以适应活性颗粒的膨胀并减轻颗粒相互作用的影响。此外，能够确保活性颗粒保持简单的凸形状可以减少颗粒粉碎和PBI脱粘的可能性。这些结果将有助于进一步了解PBI在微观结构中的应力生成演化、局部电势和电阻以及力学失效多孔电极;结果还强调了多孔电极优化微观结构设计的必要性。

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0020768322003675