《表1 单颗粒模型中影响扩散应力的因素》

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《扩散应力诱导的锂离子电池失效机理研究进展》

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在上述模型中，活性颗粒都是抽象得到的规则形状，然而在实际情况中，活性颗粒的形状通常并不规则。借助三维扫描技术可以获取电极的实际微观结构，从而重建与实际情况更加吻合的多颗粒模型。Mendoza等[53]根据X射线断层扫描得到的钴酸锂正极的三维微结构，建立了多颗粒电化学–机械耦合模型（图9(a）)，通过计算发现电极中的平均Von Mises应力随着充电时间的延长而线性增大；颗粒表面的粘结剂能够显著降低颗粒内部的拉应力，甚至将部分区域的拉应力转变为压应力，使颗粒更不容易破裂。Wu等[54]采用同样的方法扫描得到了NMC111正极（NMC指三元复合正极材料Li NixMnyCozO2，其中x+y+z=1，111指镍、锰、钴三种元素的配比，即x:y:z=1:1:1）的模型，并研究了电极内部的扩散应力分布情况（图9(b）)。结果表明与导电网络分离的活性颗粒由于没有锂离子嵌入，因此几乎没有扩散应力（Case A）；最大扩散应力出现在颗粒之间相互连接的狭小区域（Case B），容易导致颗粒的断裂；在颗粒之间没有相互连接的自由表面附近（Case C），颗粒表面的扩散应力大于颗粒内部。