锂离子电池膨胀分析

锂离子电池作为电化学储能的载体，在使用过程中不断发生化学反应，导致锂离子电池的内部结构和外部形状发生变化。锂离子电池在多次充放电循环过程中，一系列的物理化学变化会在电池内部形成压力效应。

锂离子电池膨胀分为可逆膨胀和不可逆膨胀：锂离子的嵌入和脱嵌导致电池材料的膨胀与收缩引起的可逆膨胀；不可逆的反应沉淀物导致电池电极体积增加永久膨胀。实际工程应用中，锂离子电池内部颗粒膨胀最终表现为宏观的电芯体积变化，因而可以从电芯层级的膨胀入手，可减小模型的复杂程度。

那么如何测量电芯膨胀？

现阶段常规方法是用千分尺测量电芯厚度变化，或者精确一点设备就是激光位移测量。

如何确定电芯膨胀系数？

在很多学者研究中，可将电芯膨胀和热膨胀类似，因此模拟采用了热膨胀分析，那么电芯膨胀系数的获得就是热膨胀系数的获得，需要注意的是电芯膨胀包含了锂离子嵌入负极产生的膨胀和热膨胀两方面。涉及内容很多，这里一时说不完。常规的实验做法是测量电芯在充电在厚度方向的应变，同时观测电芯温升，有了这两方面数据就可以得出等效热膨胀系数，这是有研究论证的。

涉及学科：要做到精确的电芯膨胀那就涵盖了电化学、热、结构这三方面，电化学分析主要分析电芯内部反应变化，可获得精确热量分布；热分析就是要确定电芯温度分布，电芯实际发热是不均匀的，特别是成组后；结构分析就是强度这些了

总之，膨胀对现在大容量电芯影响较大，特别是成组后，需要有合适的热管理和结构防护。