اثر جدایش فازی بر تنش‌های ناشی از نفوذ در ذرات کروی و استوانه‌ای الکترودها

آزمایش های بسیاری نشان داده اند جدایش فازی در الکترودها می تواند منجر به بروز خرابی های مکانیکی و درنتیجه کاهش عمر عملکردی باتری های لیتیومی شود. در این تحقیق، به کمک یک مدل میدان فازی، به مطالعه اثر پدیده جدایش فازی بر فرایندهای نفوذ یونی، شامل شارژ و دشارژ در ذرات کروی و استوانه ای شکل الکترودها پرداخته می شود. به این منظور، ابتدا معادلات حاکم بر مسئله استخراج، و پس از گسسته سازی به کمک روش تفاضل محدود مرکزی، میدان غلظت و سپس میدان تنش از حل عددی معادلات جبری حاصل به روش نیوتن رفسون تعیین می شوند. نتایج به دست آمده با نتایج تحلیلی حاصل از مدل هسته پوسته نیز مقایسه و صحت سنجی می شود. نتایج نشان می دهد در محدوده پارامترهای مورد مطالعه، جدایش فازی می تواند منجر به افزایش بیش از پنج برابری تنش های کششی در سطح ذرات الکترود شود