铁弹性增韧：能否解决固态电解质的力学挑战？
材料科学
2023-03-22 v1
摘要
全固态锂电池最有前景的固态电解质是氧化物和硫化物陶瓷。当前的陶瓷固态电解质脆性大，缺乏承受反复充放电循环力学应力的韧性。固态电解质容易因锂金属负极的枝晶生长而出现裂纹扩展，并因正极晶格参数的循环变化而在正极/电解质界面发生脱粘过程。本文提出，全固态电池力学挑战的解决方案可以借鉴航空航天工业的经验，该行业在开发高温合金涡轮叶片热障涂层时成功克服了类似障碍。他们的解决方案是利用铁弹性和相变增韧机制，开发出能够承受因温度大幅变化而产生的循环应力的陶瓷。本文阐述了基本的材料设计原则，用以寻找具有铁弹性增韧特性的固态电解质。
引用
@article{arxiv.2302.09434,
title = {Ferroelastic toughening: can it solve the mechanics challenges of solid electrolytes?},
author = {Anton Van der Ven and Robert M. McMeeking and Raphaële J. Clément and Krishna Garikipati},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.09434},
year = {2023}
}
备注
8 pages, 8 figures