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Understanding the separator pore size inhibition effect on lithium dendrite via phase-field simulations

Chinese Chemical Letters 2022年第6期33卷 3287-3290页

作者： Yajie Li Geng Zhang Bin Chen Wei Zhao Liting Sha Da Wang Jia Yu Siqi Shi School of Materials Science and Engineering Shanghai UniversityShanghai 200444China Physical Science and Engineering Division King Abdullah University of Science and TechnologyThuwal 23955-6900Saudi Arabia Materials Genome Institute Shanghai UniversityShanghai 200444China Zhejiang Laboratory Hangzhou 311100China

Dendrite growth in lithium-ion batteries may bring thermal run-away especially at high current densities,which remains the major bottleneck to implement safe and fast charging for portable electronic devices or electronical *** dendrite inhibition separators with proper pore size is considered to be one of the most promising strategies to guarantee the battery ***,due to the impossible observation of lithium-ion distribution under separator by experiments,the underlying dendrite inhibition mechanism is still not fully ***,we apply the phase-field model,which takes the separator phase into account to construct the electrochemical system total free energy,to study the ion re-distribution behavior of porous separator and understand the pore size inhibition effect on lithium *** numerical results indicate that separator with smaller pore size is beneficial to smoother electrodeposition,since the lithium-ion concentration on the electrode surface is more uniform under denser separator pores,when their sizes is larger than the critical *** proposed model could capture the physicochemical process of electrodeposition under multiphase structures,so it could also be used to explore dendrite growth under composite electrodes and composite solid electrolytes.

关键词： Lithium-ion batteries Pore size ionic distribution Phase-field simulations Dendrite growth

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