锂离子电池介尺度电化学反应非均匀性

摘要

锂离子电池是重要的一类能量存储与转化装置.本文从化工角度上出发,将电池视为一类"特殊的"化工反应器,其中也存在着"三传一反":电子传输、离子传输、热量传递和电化学反应.电极是这些传递与反应过程发生的主要场所;在不同空间与时间尺度上,电极中的传递与反应过程具有不均匀性,进而导致电池材料的利用与失效的差异.本文进一步讨论了研究电极反应不均匀性的必要性,并从准二维电极模拟计算与多尺度表征分析技术两个角度,对不均匀电极反应过程的传质、传热过程、电化学反应过程、电极结构演变规律、电极失效机制等方面的研究进行综述,对未来高性能、长寿命和具备快充性能的电池开发具有一定的指导意义.