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摘要：固态电池（SSB）是现任锂离子技术的有前途的替代品；但是，他们面临一系列独特的挑战，必须克服这些挑战，以使其广泛采用。这些挑战包括高电阻，动力学缓慢的固体 - 固体界面，以及形成界面空隙的趋势，导致由于断裂和分层而导致的循环寿命降低。这项建模研究通过将化学和机械材料特性与其电化学响应联系起来，探测了固体电解质（SE）固体 - 固体界面上应力的演变，可以用作优化基于硅（SI）SSB的设计和制造的指南。研究了由无定形SI负电极（NE）组成的薄膜固态电池，该电池由SI的静脉诱导的膨胀引起的SE施加压缩应力。通过使用2D化学 - 机械模型，使用连续尺度模拟来探测施加的压力和C率对细胞应力 - 应变响应的影响及其对整体细胞容量的影响。由于LI通过Si的缓慢扩散而导致局部菌株，因此在Si电极内产生了复杂的浓度梯度。为了减少100％SOC的界面应力和应变，需要在中等的C速率下运行低施加压力。另外，可以对SE的机械性能进行量身定制以优化细胞性能。但是，如果SE应力的减少更加关注，则应针对具有中等屈服强度（1-3 GPA）的符合年轻的模量（约29 GPA）。为了减少SI应激，应选择具有与磷氧硝酸锂（〜77 GPa）相似的中等年轻模量的SE，应选择与硫化物相当的低屈服强度（〜〜0.67 GPA）。这项研究强调了对SE材料选择的需求和其他细胞成分的考虑，以优化薄膜固态电池的性能。关键字：固态电池，薄膜，实心电解质，材料选择，有限元分析模型，弹性，塑料，硅负电极
基于硅的固态电池-UCL Discovery
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