王 旸，岳 钒，黄晓东

(东南大学MEMS 教育部重点实验室，江苏 南京210096)

全固态锂离子电池以固态电解质取代液态有机电解液和隔膜，鉴于固态电解质在电化学稳定性、安全性、热稳定性等方面优势明显，全固态锂离子电池有望从根本上解决传统锂离子电池在过充、过放及短路等异常状况下引发的燃烧、爆炸的安全性问题，是下一代锂离子电池的重点发展方向之一[1]。 建立全固态锂离子电池模型，能够有效地对全固态锂离子电池的材料与结构设计提供指导，并且还可以对电池的电化学性能、稳定性与环境适应性等关键指标进行预判、评估或分析。 因此，构建全固态锂离子电池模型具有重要意义，是当前的研究热点。

近年来，人们对全固态锂离子电池的模型开展了大量的研究工作，Grazioli 等人[2]建立了固态锂离子电池离子传导-形变耦合模型，讨论了锂离子在电极中的再分布和外加载荷引起的应力对电池性能的影响。 Ganser 等人[3]针对全固态锂离子电池提出了一种基于Helmholtz 能量框架的离子输运理论。然而这些研究往往局限于单一物理场，并不能全面地反映全固态锂离子电池的实际工作状态。 全固态锂离子电池在实际工作过程中，存在电化学、力、热等多种物理场，并且这些物理场之间存在以下关系:

(1)电化学-应力:电池在充放电过程中，伴随着锂离子嵌入和脱出，电极材料结构发生改变，受制于固定边界约束，从而产生应力；应力也会影响锂离子嵌入和脱出的过程。……