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The Effects of Internal Stress and Lithium Transport on Fracture in Storage Materials in Lithium-Ion Batteries

Klinsmann, Markus

Abstract:
Fracture of storage particles is considered to be one of the major reasons for capacity fade and increasing power loss in Li-ion batteries. In this work, we tackle the problem by merging a coupled model of mechanical stress and diffusion of Li-ions with a phase field description of an evolving crack. The novel approach allows us to study the evolution of the Li concentration together with the initiation and growth of a crack in an arbitrary geometry and without presuming a specific crack path.


Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Materialien - Werkstoff- und Biomechanik (IAM-WBM)
Publikationstyp Hochschulschrift
Jahr 2016
Sprache Englisch
Identifikator DOI: 10.5445/KSP/1000050956
ISBN: 978-3-7315-0455-9
ISSN: 2192-9963
URN: urn:nbn:de:0072-509562
KITopen ID: 1000050956
HGF-Programm 37.01.11; LK 01
Verlag KIT Scientific Publishing, Karlsruhe
Umfang IX, 216 S.
Serie Schriftenreihe des Instituts für Angewandte Materialien, Karlsruher Institut für Technologie ; 54
Abschlussart Dissertation
Fakultät Fakultät für Maschinenbau (MACH)
Institut Institut für Angewandte Materialien - Werkstoff- und Biomechanik (IAM-WBM)
Prüfungsdaten 23.09.2015
Referent/Betreuer Prof. M. Kamlah
Schlagworte Risswachstum, Lithium-Diffusion, Speicherpartikel, Phasenfeld, Lithium-Ionen-Batterien Crack Growth, Li-Diffusion, Storage Particles, Phasefield, Li-Ion-Batteries
Bestellung Die Veröffentlichung ist bei KIT Scientific Publishing erschienen.
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