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Accès ouvert déclaré 2025 article

Numerical study of the electrochemical–thermal–mechanical coupled mechanisms of the Li-ion batteries

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Lithium-ion batteries constitute a complex multiscale system, integrating physical phenomena across particle, electrode, and cell levels. The development of porous electrode models that bridge microstructural characteristics with macroscopic performance provides a computational foundation for intelligent battery design. Mechanochemical interactions arising during cycling affect the electrochemical processes and significantly influence rate capability and degradation behavior. This study introduces ETMbatteryFoam, a multi-scale simulation framework developed in OpenFOAM, resolving coupled electrochemical–thermal–mechanical phenomena across particle, electrode, and cell scales. By extending traditional concentrated solution theory with small-strain continuum mechanics, the solver formulates a system of partial differential equations describing mass transport, charge conservation, interfacial reaction kinetics, and stress evolution. A segregated iterative algorithm enables full multi-physics simulations of 1C charge/discharge within 1.5 min. Validation against in situ swelling experiments shows less than 8% deformation prediction error for lithium nickel cobalt manganese oxide/graphite systems. The modular and extensible framework provides high-fidelity resolution of electrochemical–mechanical coupling, thereby directly supporting the development of next-generation high-power batteries.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Numerical study of the electrochemical–thermal–mechanical coupled mechanisms of the Li-ion batteries
Date Crossref
17/12/2025
Éditeur
AIP Publishing
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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