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확산 유도 응력으로 인한 전극 입자의 파괴는 리튬 이온 배터리의 용량 감소 및 임피던스 증가의 가능한 메커니즘으로 지목되었습니다. 많은 리튬 인터칼레이션 재료를 포함한 취성 재료에서는 응력 프로파일에 대한 지식이 필요하지만 파괴 사건을 예측하기에는 불충분합니다. 우리는 개별 전극 입자에 대한 파괴 역학 실패 기준을 도출하고 이를 Li x Mn 2 O 4의 갈바노스태틱 충전 모델 시스템을 통해 유용성을 입증합니다. 파괴 역학은 활성 입자가 파괴되는 임계 C-속도를 예측합니다; 이 임계 C-속도는 입자 크기가 증가함에 따라 감소합니다. 우리는 C-속도, 입자 크기 및 재료의 고유 파괴 인성 K Ic에 따라 실패 영역을 보여주는 그래픽 도구인 전기화학적 충격 지도를 생성합니다. 파괴 역학은 균열 끝에서 확산 유도 응력의 기울기에 민감합니다; 그 결과, 작은 초기 결함은 불안정하게 성장하여 보다 큰 초기 결함보다 잠재적으로 더 파괴적일 수 있습니다.
Woodford 외 (금요일)는 이 질문을 연구했습니다.