摘要：力學性質是材料的本質屬性之一,隨著鋰離子電池應用于電動汽車、智能電網領域,活性材料的力學特性開始受到關注。動力電池、儲能電池的循環壽命需要達到幾千次,活性材料晶胞亦經歷幾千次規律的膨脹、收縮,材料顆粒的力學劣化成為必須面對的新挑戰。本文以團隊的研究結果為主,總結了鋰電池層狀正極材料力學劣化機制和改善措施。首先,討論了正極材料的力學研究基礎,明確正極材料符合彈性形變,可以使用胡克方程分析;其次,回顧了正極材料力學劣化行為符合“損傷-斷裂”模型,應力產生缺陷,逐漸積累直至斷裂,電解液會沿著裂縫擴散至電池內部發生副反應,造成循環跳水;最后,總結了抑制材料力學劣化的主要策略,重點介紹了降低晶胞形變和表面構筑剛性層,降低晶胞變化是通過減小材料應變降低顆粒應力,表面構筑剛性層是阻擋電解液擴散至開裂的體相,這些策略都顯著提高了材料的循環壽命?？偟膩碚f,電極材料的力學劣化是無法避免的,但可以通過合適的改善措施,延遲、減緩力學劣化的影響。
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