【摘要】 在文献中，很少有模型能始终如一地耦合粒子、电极和电池级的力学和电化学。

锂离子电池已被证明是汽车行业的长期解决方案。电池寿命和性能取决于材料成分、设计和操作条件，因此有必要了解LIBs的行为以进行优化设计。在文献中，很少有模型能始终如一地耦合粒子、电极和电池级的力学和电化学。P. Gupta等人[1]提出了一种在粒子、电极和电池尺度上耦合力学和电化学的多尺度均匀化方法。该方法分为两部分。首先，应用一维周期元素的电化学/力学模型来确定颗粒和电极层的溶胀作为时间和位置的函数。在研究中，使用了伪二维电化学模型。该模型考虑了周期元素厚度方向上的动力学。对于电化学模拟，对周期元素的厚度进行准一维分析就足够了，以得出颗粒膨胀/收缩作为厚度坐标和时间的函数，在工作中，使用了有限元程序COMSOL Multiphysics。电化学模型的几何形状是一维的，并且该模型是等温的。对于电化学模拟，对周期元素的厚度进行准一维分析就足够了，以得出颗粒膨胀/收缩作为厚度坐标和时间的函数。在本工作中，使用了有限元程序COMSOL Multiphysics。电化学模型的几何形状是一维的，并且该模型是等温的。其次，利用三维叠层理论使电池的层状结构均匀化。均质材料模型可以应用于电池级的有限元计算。层级应力可以在第二步中进行反计算。演示了该方法的准确性和有效性。

[1] P. Gupta, P. Gudmundson, A multi-scale model for simulation of electrochemically induced stresses on scales of active particles, electrode layers, and battery level in lithium-ion batteries, Journal of Power Sources, Volume 511, 2021, 230465.

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