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Phase-field Modeling of Phase Changes and Mechanical Stresses in Electrode Particles of Secondary Batteries

Zhang, Tao

Abstract:

Most storage materials exhibit phase changes, which cause stresses and, thus, lead to damage of the electrode particles. In this work, a phase-field model for the cathode material NaxFePO4 of Na-ion batteries is studied to understand phase changes and stress evolution. Furthermore, we study the particle size and SOC dependent miscibility gap of the nanoscale insertion materials. Finally, we introduce the nonlocal species concentration theory, and show how the nonlocality influences the results.


Volltext §
DOI: 10.5445/KSP/1000100537
Veröffentlicht am 24.08.2021
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Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Materialien - Werkstoff- und Biomechanik (IAM-WBM)
Publikationstyp Hochschulschrift
Publikationsjahr 2021
Sprache Englisch
Identifikator ISBN: 978-3-7315-1002-4
ISSN: 2192-9963
KITopen-ID: 1000100537
HGF-Programm 38.02.01 (POF IV, LK 01) Fundamentals and Materials
Verlag KIT Scientific Publishing
Umfang XIV, 189 S.
Serie Schriftenreihe des Instituts für Angewandte Materialien, Karlsruher Institut für Technologie ; 89
Art der Arbeit Dissertation
Prüfungsdaten 25.07.2019
Schlagwörter Phasenfeldansatz, Phasentrennung, Nichtlokalität, Endliche Verformungselastizität, Sekundärbatterien, Phase-field approach, Phase segregation, Nonlocality, Finite deformation elasticity, Secondary batteries
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