导读:本文包含了电极应力论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:低应力电极,超薄太阳电池,网状背电极,局部加厚背电极
电极应力论文文献综述
铁剑锐,李晓东,杜永超[1]（2019）在《太阳电池低应力电极设计》一文中研究指出超薄太阳电池蒸镀背电极后因应力不均有可能出现翘曲问题,为解决这个问题,设计了两种低应力电极,分别为网状背电极和局部加厚背电极。采用电子束蒸发金属电极方法,在厚度为50μm,高效Ga In P/Ga As/Ge正向晶格匹配叁结砷化镓太阳电池上制备了网状低应力电极和局部加厚背电极。该电池面积为12.25 cm~2,光电转换效率为29.52%(AM0,25℃),无明显翘曲。(本文来源于《电源技术》期刊2019年09期）
李大伟[2]（2018）在《锂电池复合电极的变形、力学性能与应力的原位观测与分析》一文中研究指出锂离子电池具有容量密度高、功率高、环境友好和自放电低等优点,因此被广泛地用作电子设备和电动汽车的能量源。在充放电循环过程中,锂离子的嵌入/脱出会引起电极尺寸和表面形貌的变化,进而引起电极应力的变化。力学性能的变化和锂化/脱锂化产生的应力,会严重影响到锂电池的性能和寿命。本工作通过原位实验手段的设计和应用,对锂离子电池层状电极在电化学循环过程中的变形和力学性能的变化进行了详细的介绍和分析。层状电极是商业电池最常用的结构,主要包括由一层活性层和一层集流体。在锂化过程中,锂离子的嵌入和脱出会引起活性层的膨胀和收缩。而集流体会约束这种变形,这种变形的失配会引起电极发生弯曲变形。结合这种变形现象,可以设计原位观测实验,来详细分析锂离子电池电极材料的电化学-力学耦合现象。在第二章,我们主要介绍了原位曲率测试系统(CMS)的组装过程以及硅复合电极力学性能的变化趋势。实验中对多孔复合硅电极进行充放电测试,结合CCD相机原位采集电化学循环中电极的变形过程。同时,建立了基于小变形弹性条件下的力学模型,用来分析复合电极的弯曲变形过程与材料参数、材料尺寸、锂离子浓度之间的关系。进而,可得到复合硅电极杨氏模量和应力随锂离子浓度的变化趋势。实验发现,在锂化过程中,复合硅电极的杨氏模量呈逐渐减小趋势,由0.64 GPa减小至0.18GPa。但是,在脱锂过程中,杨氏模量同样呈减小趋势。这是由于电极表面产生裂纹,从而引起这个特殊的现象。同时,在锂化过程中,活性层承受压应力,并且呈线性增长趋势。在脱锂过程中,由于裂纹的形成,压应力会快速地降到一个平台。在第叁章,我们使用同样的测试系统,进一步分析粘结剂对复合硅电极力学性能和电化学性能的影响。实验中选用的叁种具有代表性的粘结剂,包括海藻酸钠(SA),Nafion和polyvinylidene fluoride(PVDF)。实验中的层状电极主要由纳米硅颗粒、导电炭黑和粘结剂混合制备而成。通过原位采集充放电过程中曲率的变化,同时分析了复合硅电极的力学性能和抵抗断裂的能力。对于不同种类的粘结剂,我们得到了曲率、杨氏模量和应力的演化。发现在锂化引起的变形中,相对于Nafion和PVDF,以SA为粘结剂制备的电极的弯曲变形最大,杨氏模量最大。尽管Nafion的杨氏模量比PVDF小,但是硅/Nafion却要比硅/PVDF硬。而且,叁种粘结剂制备而成的电极,其杨氏模量不只在锂化过程中会减小,在脱锂过程中同样会呈减小趋势。基于所测应力与SEM拍摄到的复合硅电极的裂纹图像,我们发现用来使硅/SA和硅/Nafion断裂所需要的应力明显要比硅/PVDF大。因此,硅/SA和硅/Nafion抵抗断裂的能力要高于硅/PVDF。这是SA和Nafion作为粘结剂制备的电极具有更加稳定性能的一个重要原因。在第四章中,我们使用MCMB(Meso Carbon Micro Beads)石墨电极来进行实验,进而通过实验设计,得到一种可以控制的弯曲变形。实验中,正极采用磷酸铁锂。在锂化过程中,锂离子的嵌入会引起MCMB石墨发生体积膨胀,进而产生应力以及双层电极的弯曲。通过控制锂离子的嵌入量,我们可以得到预期的弯曲变形。另外,通过控制活性层与集流体的厚度比,同样可以得到预期的变形。同时,该工作结合理论模型,详细分析了变形与锂离子浓度以及厚度比之间的关系。在第五章,进一步使用CMS系统来原位观测商用石墨电极的变形行为以及力学性能。实验中电极粘结剂为Carboxymethyl cellulose(CMC)/styrene butadiene rubber(SBR)。同样使用CCD相机来采集石墨电极在电化学循环过程中产生的曲率。实验中采取两种不同厚度比的石墨电极,正极采用磷酸铁锂。在锂化过程中,我们发现较厚的电极反而会产生较小的变形。而且,不同循环过程中石墨电极的变形趋势基本一致。结果显示石墨的杨氏模量会随着充电状态的变化呈增长趋势。并且,还获得充电过程中偏摩尔体积随充电状态的变化。这是第一次通过宏观实验,原位测得活性材料偏摩尔体积的变化规律。在第六章中,针对层状电极在锂化过程中产生的巨大变形,我们建立了一套弹塑性模型,来进一步分析电极极片的变形行为与应力演化。此处,进一步考虑了集流体的塑性屈服行为。分析结果显示:集流体的塑性变形能够减小其对活性层的约束,促进电极的面内伸长,以及减小电极的弯曲速率。同时,对影响影响弹塑性变形的关键参数进行分析说明。其中,当集流体对活性层的厚度比与杨氏模量比相对较小时,能够引起集流体发生屈服的时间更早,同时产生较大的面内应变和较小的曲率。对于集流体材料,其较小的屈服应力和塑性模量,对于电极的变形可以起到同样的作用。(本文来源于《上海大学》期刊2018-12-01）
陆宇阳,常力戈,倪勇[3]（2018）在《纳米电极中应力耦合的相界面迁移尺寸效应研究》一文中研究指出相变电极材料因理论容量高而受到广泛的关注,但是相变电极内会产生很大的应力,阻碍电池性能的提升。近年来,一些原位实验观察到相变电极在锂化过程中相界面移动出现变慢的现象,并且在尺寸越小的纳米电极颗粒中相界面迁移变慢得越严重。目前认为这种界面迁移慢化效应与电极内产生的应力和塑性变形有关,然而尺寸依赖的相界面迁移慢化效应的机理还不清楚。本文建立应力依赖的相界面迁移模型研究弹塑性相变电极内应力和浓度的演化规律,追踪两相界面的迁移过程,阐明塑性变形和表界面应力对界面迁移的影响。研究发现:在纳米尺度电极颗粒中相界面的迁移是受界面反应控制的,此时相界面迁移的速率由界面迁移驱动力决定。塑性变形和表界面应力引起电极内产生很大的压应力,降低了界面迁移的驱动力,进而阻碍了两相界面的移动。在越小尺寸的电极颗粒内,表界面应力产生的压应力更大,导致出现尺寸依赖的相界面迁移行为。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）》期刊2018-11-23）
邢瀚中,刘玉岚,许泽[4]（2018）在《变化杨氏模量的圆柱形复合梯度电极的应力分析》一文中研究指出复合梯度电极材料是锂离子电池最有前途的材料之一,本文从应力分析的角度对其性能进行了研究。采用有限变形理论和应力诱导扩散假设建立本构方程,研究杨氏模量沿半径方向减小的圆柱形复合梯度电极中产生的扩散诱导应力,并且与均匀电极的应力分布相比较。得出的结果是复合梯度电极材料能使应力场更小、更平坦,并提高了充电状态。然后将电极材料的弹性模量由10GPa逐渐改变为100GPa,这些优势依然存在。因此,可以将许多电极材料制成复合梯度电极材料,以防止电极开裂。研究结果可为复合梯度电极材料的设计提供理论指导。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）》期刊2018-11-23）
吕梁信步,郑百林,张锴[5]（2018）在《考虑高阶可逆化学反应的锂离子电池球形电极扩散诱导应力分析》一文中研究指出锂离子电池由于其容量高,循环寿命长,环境友好而得到广泛关注。其依靠锂离子在电极间反复嵌入与脱嵌进行充放电,同时产生扩散诱导应力,造成力学退化。本文针对锂离子电池的球形电极,建立了扩散模型与力学模型。考虑充电过程中高阶可逆化学反应对锂离子扩散过程的影响,对传统扩散理论菲克定律进行修正。基于热比拟法,建立起扩散诱导应力,锂离子浓度与高阶可逆化学反应之间的关系,并进行数值计算。计算结果表明,高阶可逆化学反应会直接影响锂离子的扩散规律,改变锂离子在电极中的分布,进而影响扩散诱导应力的大小。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）》期刊2018-11-23）
宫文婧,刘运牙[6]（2018）在《外应力对锂离子电池电极材料力-化耦合的影响》一文中研究指出锂离子电池由于具有高能量密度,质量轻等优点,受到人们的广泛关注,但是锂离子电池在充放电过程中,由于锂离子在电极与电解液之间反复嵌入与脱嵌,引起电极材料内部力学性能的改变。另一方面,锂离子电池在实际使用中,很容易受到外部应力的作用,这些内应力与外应力都会影响锂离子电池的电化学性能。为此,我们基于热力学理论和有限元方法,针对锂离子电池负极材料,建立了离子扩散与外应力相互耦合的二维模型,探究外应力对锂离子电池力化耦合的影响。我们的研究理论与方法将会对高性能的锂离子电池研究具有重要的指导意义。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）》期刊2018-11-23）
宋海滨,谢海妹,杨伟,张茜,亢一澜[7]（2018）在《石墨烯电极在电化学嵌/脱锂过程中应力的原位测量》一文中研究指出锂离子电池是目前最具应用前景的一种储能装置,已广泛应用于移动电子设备和电动汽车等高科技领域,这些领域的快速发展又推动锂离子电池向着高容量、高寿命和可快速充放电等方向发展,在此过程中,应力扮演着至关重要的角色。本文针对石墨烯电极在电化学过程中的应力演化进行了原位的实验研究。首先应用显微拉曼光谱技术,通过带窗口的电池对石墨烯电极在电化学嵌锂和脱锂过程中进行全谱线原位测量,得到了峰强、半高宽和频移随电化学循环的演化曲线。其次,通过建立石墨烯片层双轴应力与频移间的关系,定量表征了石墨烯电极脱嵌锂循环中的面内应力演化。实验结果表明,随着嵌锂的进行,石墨烯双轴拉应力增加。最后,结合实验现象,我们发现石墨烯电极在嵌锂过程中产生的拉应力对后续的脱锂产生了抑制作用。该研究为深入了解电极材料变形机制,定量分析应力在电化学反应过程中的作用,发展高性能石墨烯电池提供了实验依据。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）》期刊2018-11-23）
张登跃[8]（2018）在《石墨电极高温热应力和热应变的研究》一文中研究指出结合石墨电极的实际使用情况,基于热弹性应力理论,针对有限长度的圆柱轴对称模型分别建立轴向、径向和切向的热应力方程组,并采用数值方法求解温度场及应力场,最终在所得温度场、应力场计算基础上求得应变场,由应力场可以判断是否达到材料的力学强度,根据本体和接头的位移量,设计接头与接头孔螺纹的合理配合。(本文来源于《炭素技术》期刊2018年05期）
黄旭炜,倪潇茹,王健,李庆民,林俊[9]（2018）在《苯硫醚聚酰亚胺电极覆膜材料合成及直流应力下对金属微粒运动特性的抑制作用》一文中研究指出金属微粒的有效治理是关乎直流气体绝缘输电线路(GIL)绝缘设计的重要问题。通过溶液缩聚-热酰亚胺化法制备含有苯硫醚结构的聚酰亚胺薄膜,同时利用红外光谱、热失重、差示扫描量热、介电谱和接触角等测试方法对聚酰亚胺薄膜的结构与性能进行表征,并构建金属微粒运动观测实验平台,测试直流应力下薄膜材料对金属微粒运动特性的抑制作用。结果表明,引入苯硫醚结构,可在保证热稳定性的同时有效提升聚酰亚胺薄膜与铝合金电极的粘附功,因而改性聚酰亚胺可作为直流GIL无胶电极覆膜材料,以提升其运行稳定性。当电极涂覆改性的聚酰亚胺薄膜时,可显着提高金属微粒在直流电场中的启举电压,这缘于引入的苯硫醚结构提高了薄膜的介电常数以及金属微粒与薄膜间的粘附功,使得金属微粒所受的粘附力和静电吸附力均有所提升,进而抑制了微粒在直流电应力下的运动行为。(本文来源于《电工技术学报》期刊2018年20期）
李锦龙,郑百林,彭颖吒,张锴[10]（2018）在《基于Gibbs自由能变的柱形梯度电极扩散应力研究》一文中研究指出柱形梯度电极是新型锂电池电极之一。考虑了应力变化对吉布斯自由能的影响,得出梯度电极材料的扩散方程与力学方程。以Li_(1.2)(Mn_(0.62)Ni_(0.38))_(0.8)O_2为例,为了讨论在恒压条件下梯度电极材料非均匀性对应力的演化影响,将电极的扩散系数、杨氏模量和偏摩尔体积叁个参数视为柱坐标系下径向坐标的线性函数。结果表明,导致电极材料力学退化的环向拉应力得到了明显的降低。这项研究为降低柱形梯度电极材料的扩散应力提供了有用的理论指导。(本文来源于《电源技术》期刊2018年09期）
电极应力论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
锂离子电池具有容量密度高、功率高、环境友好和自放电低等优点,因此被广泛地用作电子设备和电动汽车的能量源。在充放电循环过程中,锂离子的嵌入/脱出会引起电极尺寸和表面形貌的变化,进而引起电极应力的变化。力学性能的变化和锂化/脱锂化产生的应力,会严重影响到锂电池的性能和寿命。本工作通过原位实验手段的设计和应用,对锂离子电池层状电极在电化学循环过程中的变形和力学性能的变化进行了详细的介绍和分析。层状电极是商业电池最常用的结构,主要包括由一层活性层和一层集流体。在锂化过程中,锂离子的嵌入和脱出会引起活性层的膨胀和收缩。而集流体会约束这种变形,这种变形的失配会引起电极发生弯曲变形。结合这种变形现象,可以设计原位观测实验,来详细分析锂离子电池电极材料的电化学-力学耦合现象。在第二章,我们主要介绍了原位曲率测试系统(CMS)的组装过程以及硅复合电极力学性能的变化趋势。实验中对多孔复合硅电极进行充放电测试,结合CCD相机原位采集电化学循环中电极的变形过程。同时,建立了基于小变形弹性条件下的力学模型,用来分析复合电极的弯曲变形过程与材料参数、材料尺寸、锂离子浓度之间的关系。进而,可得到复合硅电极杨氏模量和应力随锂离子浓度的变化趋势。实验发现,在锂化过程中,复合硅电极的杨氏模量呈逐渐减小趋势,由0.64 GPa减小至0.18GPa。但是,在脱锂过程中,杨氏模量同样呈减小趋势。这是由于电极表面产生裂纹,从而引起这个特殊的现象。同时,在锂化过程中,活性层承受压应力,并且呈线性增长趋势。在脱锂过程中,由于裂纹的形成,压应力会快速地降到一个平台。在第叁章,我们使用同样的测试系统,进一步分析粘结剂对复合硅电极力学性能和电化学性能的影响。实验中选用的叁种具有代表性的粘结剂,包括海藻酸钠(SA),Nafion和polyvinylidene fluoride(PVDF)。实验中的层状电极主要由纳米硅颗粒、导电炭黑和粘结剂混合制备而成。通过原位采集充放电过程中曲率的变化,同时分析了复合硅电极的力学性能和抵抗断裂的能力。对于不同种类的粘结剂,我们得到了曲率、杨氏模量和应力的演化。发现在锂化引起的变形中,相对于Nafion和PVDF,以SA为粘结剂制备的电极的弯曲变形最大,杨氏模量最大。尽管Nafion的杨氏模量比PVDF小,但是硅/Nafion却要比硅/PVDF硬。而且,叁种粘结剂制备而成的电极,其杨氏模量不只在锂化过程中会减小,在脱锂过程中同样会呈减小趋势。基于所测应力与SEM拍摄到的复合硅电极的裂纹图像,我们发现用来使硅/SA和硅/Nafion断裂所需要的应力明显要比硅/PVDF大。因此,硅/SA和硅/Nafion抵抗断裂的能力要高于硅/PVDF。这是SA和Nafion作为粘结剂制备的电极具有更加稳定性能的一个重要原因。在第四章中,我们使用MCMB(Meso Carbon Micro Beads)石墨电极来进行实验,进而通过实验设计,得到一种可以控制的弯曲变形。实验中,正极采用磷酸铁锂。在锂化过程中,锂离子的嵌入会引起MCMB石墨发生体积膨胀,进而产生应力以及双层电极的弯曲。通过控制锂离子的嵌入量,我们可以得到预期的弯曲变形。另外,通过控制活性层与集流体的厚度比,同样可以得到预期的变形。同时,该工作结合理论模型,详细分析了变形与锂离子浓度以及厚度比之间的关系。在第五章,进一步使用CMS系统来原位观测商用石墨电极的变形行为以及力学性能。实验中电极粘结剂为Carboxymethyl cellulose(CMC)/styrene butadiene rubber(SBR)。同样使用CCD相机来采集石墨电极在电化学循环过程中产生的曲率。实验中采取两种不同厚度比的石墨电极,正极采用磷酸铁锂。在锂化过程中,我们发现较厚的电极反而会产生较小的变形。而且,不同循环过程中石墨电极的变形趋势基本一致。结果显示石墨的杨氏模量会随着充电状态的变化呈增长趋势。并且,还获得充电过程中偏摩尔体积随充电状态的变化。这是第一次通过宏观实验,原位测得活性材料偏摩尔体积的变化规律。在第六章中,针对层状电极在锂化过程中产生的巨大变形,我们建立了一套弹塑性模型,来进一步分析电极极片的变形行为与应力演化。此处,进一步考虑了集流体的塑性屈服行为。分析结果显示:集流体的塑性变形能够减小其对活性层的约束,促进电极的面内伸长,以及减小电极的弯曲速率。同时,对影响影响弹塑性变形的关键参数进行分析说明。其中,当集流体对活性层的厚度比与杨氏模量比相对较小时,能够引起集流体发生屈服的时间更早,同时产生较大的面内应变和较小的曲率。对于集流体材料,其较小的屈服应力和塑性模量,对于电极的变形可以起到同样的作用。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
电极应力论文参考文献
[1].铁剑锐,李晓东,杜永超.太阳电池低应力电极设计[J].电源技术.2019
[2].李大伟.锂电池复合电极的变形、力学性能与应力的原位观测与分析[D].上海大学.2018
[3].陆宇阳,常力戈,倪勇.纳米电极中应力耦合的相界面迁移尺寸效应研究[C].2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）.2018
[4].邢瀚中,刘玉岚,许泽.变化杨氏模量的圆柱形复合梯度电极的应力分析[C].2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）.2018
[5].吕梁信步,郑百林,张锴.考虑高阶可逆化学反应的锂离子电池球形电极扩散诱导应力分析[C].2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）.2018
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[7].宋海滨,谢海妹,杨伟,张茜,亢一澜.石墨烯电极在电化学嵌/脱锂过程中应力的原位测量[C].2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）.2018
[8].张登跃.石墨电极高温热应力和热应变的研究[J].炭素技术.2018
[9].黄旭炜,倪潇茹,王健,李庆民,林俊.苯硫醚聚酰亚胺电极覆膜材料合成及直流应力下对金属微粒运动特性的抑制作用[J].电工技术学报.2018
[10].李锦龙,郑百林,彭颖吒,张锴.基于Gibbs自由能变的柱形梯度电极扩散应力研究[J].电源技术.2018