机械工程学报

作者：李志杰, 陈吉清, 兰凤崇, 周云郊

单位：1. 华南理工大学机械与汽车工程学院 广州 510640;2. 广东省汽车工程重点实验室 广州 510640

关键词：方形锂电池,力学响应,变形失效,细观芯层单元,层集式模型；

基金：国家重点研发计划资助项目（2018YFB0104100）。

方形锂电池内芯的变形失效是引发内部短路和热失控的主要因素。根据方形锂电池内部组分材料的力学试验，构建隔膜-正极-隔膜-负极相互堆叠的细观芯层单元模型。通过不同载荷条件下的模拟结果可知，芯层单元模型能够有效地表征宏观力学响应和细观变形失效。进一步构建芯层单元模型连接均质化模型的层集式耦合模型，并且定义了模型的计算架构。通过方形锂电池实例模拟的结果表明，层集式模型能较好地预测局部载荷下的力-位移曲线和内部短路位置。此外，层集式模型在不同的隔膜材料模型下出现了不同的峰值载荷。该建模方法不仅提升了精细化模型75%的计算效率，还增加了机械内部失效方面的深入理解，对于提高方形锂电池安全性设计有指导意义。

来源：2021年第18期

《机械工程学报》期刊编辑部

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