魏鹏飞，周剑秋，邓坤军，夏 璐

(南京工业大学机械与动力工程学院，江苏南京210009)

位错对锂电池球形颗粒电极的影响

魏鹏飞，周剑秋，邓坤军，夏 璐

(南京工业大学机械与动力工程学院，江苏南京210009)

目前对锂离子电池的研究主要集中在扩散引起的应力方面,但有关应力引起的位错对锂电池电极影响目前还鲜有报道。建立了一个球位错模型，进而研究了位错机制对球形纳米颗粒电极中应力变化的影响。由于位错的产生和分布，电极的径向和切向张应力都被减轻了，并且电极中的压应力的大小有了一定的提高。通过研究发现减少的张应力转化成了压应力，然而张应力影响电极裂纹的萌生，那么可以得出一个结论，即引入位错机制可能会优化电极的扩散应力，从而提高电极的寿命。

锂离子电池；DIS；位错；球形电极

锂离子电池拥有无毒性、存储容量高和能量密度高等优点，已经日益成为最重要的电池之一。虽然锂电池拥有众多优点，但是电池电极在充放电过程中，会发生巨大容量变化，影响电池的使用寿命。基于扩散引起的应力(DIS)是电极失效的主要原因，近期的研究主要集中在充放电时电极中的DIS上[1-4]。国外学者Cheng和Verbrugge[1]研究了表面机制对纳米颗粒电极DIS的影响，Rutooj[2]综合考虑了电解液浓度变化和弹性模量的DIS改变的影响，Christopher[3]研究了不同形态和尺寸电极中的DIS变化。国内学者张祥春[4]模拟了在动电位操作条件下电极中的发热和DIS的变化情况，叶永华[5]通过实验证实了电极中的浓度梯度受到温度极大的影响。……