發(fā)布時間：2020-12-10 01:28

　　鋰離子電池作為一種綠色高效、無污染的儲能裝置,具有高電壓平臺、高能量密度和循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、衛(wèi)星等空間領(lǐng)域顯現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。但是空間鋰離子電池的工作環(huán)境實(shí)際涵蓋了電場、化學(xué)場、力場、輻射場等多物理場耦合,一方面,在電場和化學(xué)場作用下,鋰離子在高容量電極間嵌入和脫出導(dǎo)致嚴(yán)重的體積變形甚至破壞,造成其電化學(xué)性能衰退;另一方面,輻射場作用的多變量耦合失效問題更為復(fù)雜,嚴(yán)重制約鋰離子電池在空天領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,要從根源上認(rèn)識和解決這一關(guān)鍵科學(xué)問題,探究其失效機(jī)理是刻不容緩的。為了解決輻射環(huán)境下高容量鋰離子電池電極材料鋰化耦合的力學(xué)及電化學(xué)失效問題,本文通過輻照實(shí)驗(yàn)、電化學(xué)性能測試及表征,結(jié)合理論分析和有限元模擬,建立金屬電極的輻射-電化學(xué)耦合塑性模型、基于兩相鋰化的電極材料輻射-電化學(xué)耦合本構(gòu)關(guān)系以及不同輻照劑量下的電極材料電化學(xué)失效理論模型,旨在分析不同輻射條件下電極材料鋰化過程中的微觀結(jié)構(gòu)及應(yīng)力演化,輻射對鋰離子電池電極材料電化學(xué)性能的影響。本論文的主要研究工作包括以下幾個方面:（1）建立高容量電極材料兩相鋰化過程的應(yīng)力演化解析模型,通過一個S函數(shù)描述兩相鋰化的一維濃度分布... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域

學(xué)性能的退化，嚴(yán)重影響飛行器的電力系統(tǒng)，制約其在空間領(lǐng)域晰輻射環(huán)境下鋰離子電池高容量電極材料的失效機(jī)理并對鋰離及力學(xué)性能進(jìn)行有效評估是開發(fā)高性能電極材料及設(shè)計電極結(jié)構(gòu)圖 1.1 鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域

但是能量密度較低。負(fù)極材料一般選用碳、氧化物。隔膜一般選用聚乙烯、多孔聚丙烯隔膜。電(包括，六氟磷鋰 (LiPF6)、高氯酸鋰 (LiClO4)和四氟硼電池充放電過程中，Li+在正負(fù)極之間往復(fù)脫嵌，在正合物。充電過程，Li+由正極脫出，經(jīng)過電解質(zhì)到達(dá)負(fù)富鋰態(tài)，而正極處于貧鋰態(tài)，與此同時，補(bǔ)償電荷通態(tài)，放電過程則反之。正常充放電過程，鋰離子在層氧化物的層間嵌入和脫嵌，只會引起材料的層面間距構(gòu)，因此，這是一種理想的可逆反應(yīng)，其原理示意圖如oO2/石墨電池為例[14]，其充放電電極反應(yīng)可表示為：6+xLi++xe LixC6iCoO2 Li1 xCoO2+xLi++xe 6+LiCoO2 Li1 xCoO2+LixC6

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：2907830