赵莹
- 作品数：8 被引量：7H指数：2
- 供职机构：同济大学航空航天与力学学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学环境科学与工程建筑科学电气工程更多>>
- 基于相场法的固态电解质内锂枝晶生长的形貌调控及抑制策略
- 2025年
- 传统液态电解质的易燃易爆性带来的安全隐患,推动了基于固态电解质系统的全固态锂电池开发.然而,锂枝晶生长问题仍然是阻碍固态锂电池商业化应用的一个亟待解决的关键难题.因此,深入探究固态电解质内锂枝晶生长的形貌调控机制及抑制策略,对于提高固态锂电池的循环寿命并推动其广泛应用至关重要.该工作基于相场法,通过构建力-电化学的多场耦合模型,动态地演示了锂枝晶生长形貌及其力学行为,并探讨了模型参数/条件对锂枝晶形貌的调控和抑制作用.结果表明:低水平的界面反应率系数能有效减缓锂枝晶的生长速度,同时还极大地降低了其根部承受大机械应力的范围;通过改变固态电解质材料内锂离子的各向异性扩散程度,可以实现枝晶形貌从纤维状到扁平状的转变;多晶成核对于晶间相互靠近的侧枝具有抑制作用,最高应力为单晶成核的3~5倍;高弹性模量的固态电解质对于锂枝晶生长有显著的力学抑制作用.该研究有望为固态电解质的优化设计以抑制固态锂金属电池的枝晶生长提供参考.
- 杨佳悦赵莹
- 关键词：相场法
- 受横向轨迹动载作用下固支圆板动力响应的解析解
- 2013年
- 给出了横向轨迹动载作用下周边固支的各向同性圆薄板动力响应的解析解。基于圆板的特征模态,采用一类贝赛尔函数组合的正交函数,推导获得了无量纲形式的结构位移响应的级数解。结构响应计算归结为确定与频率相关的特征系数。同时,给出了算例分析,具体针对板面上载荷沿着某一直线运动的情况,对解的收敛性进行了检验,并阐述了圆板位移响应规律。
- 赵莹聂国华
- 关键词：固支圆板动力响应解析解
- 聚合物基复合固态电解质中锂枝晶生长的相场模拟研究
- 2024年
- 固态锂金属电池是最具潜力的下一代高能量密度储能技术,但其面临的一个最迫切问题是锂枝晶的不均匀生长.目前低模量复合固态电解质,特别是低模量多相复合固态电解质,抑制锂枝晶生长的机制还没有被完全明确.因此,本文通过相场法构建了力学-化学模型,研究了复合固态电解质不同弹性模量对于锂枝晶生长的影响,结果表明电解质模量越高,锂金属的应力越大,易使锂枝晶发生塑性形变,从而抑制锂枝晶的生长.本文的研究加深理解了低模量多相复合固态电解质抑制锂枝晶的机制,并为复合固态电解质的设计提供了指导.
- 翟艳芳杨佳悦邓齐波宋树丰赵莹胡宁
- 关键词：相场法
- 手性液晶弹性体薄膜在单、双轴变形下的光学-黏弹性特性研究
- 2025年
- 手性液晶弹性体(ChiralLiquidCrystalElastomers,CLCE)因其能够选择性地反射特定波长的光,并具备优异的大变形能力,已逐渐成为一种具有广阔应用前景的柔性反射显示材料.研究表明,CLCE的光学呈色特性与局部应变密切相关,展现出显著的力-光耦合效应.作为一种软物质材料,CLCE具有黏弹性特征,其在变形过程中的力学响应表现出明显的时间依赖性.然而,目前对CLCE在单轴和双轴变形条件下光学与黏弹性耦合特性的系统研究仍较为匮乏.本文基于多轴光-力学测试平台,系统地研究了CLCE在单轴及等双轴变形条件下反射光谱的时间依赖特性.通过分析在应力松弛过程及不同加载速率下的光谱特性,基于拉伸指数黏弹性本构关系,改进并提出了一种适用于CLCE的光-黏弹性耦合唯象模型.该模型为进一步优化CLCE在智能光学器件中的应用提供了理论支持和实验依据.
- 顾洁茹余露赵莹李辰喆
- 关键词：黏弹性
- 4D打印负泊松比聚乳酸心脏支架的体外性能研究被引量：2
- 2023年
- 冠心病等心血管疾病的发病率逐年提高,血管支架使用率大幅提升.聚乳酸等形状记忆聚合物生物相容性较好、具有一定生物降解特性,可以用于制备新型心脏支架.心脏支架需要收缩时体积尽可能小,且膨胀时足以撑开堵塞的血管,因此需要具有负泊松比特性.本文基于聚乳酸的力学和形状记忆性能,设计了不同截面胞数的凹六边形负泊松比心脏支架模型,使用4D打印熔融沉积成型技术对其制备,并对血管支架模型的力学性能、形状记忆性能及血管支撑性能等进行测试,分析了支架的不同构型对支架体外性能的影响.同时,进行了有限元数值模拟,弹性模量和泊松比计算结果与实验相吻合.本文提出的模型对于通过4D打印的方式构建在临床上可用的新型血管支架具有重要参考价值.
- 徐岩松李辰喆赵莹聂国华
- 关键词：形状记忆聚合物心脏支架聚乳酸负泊松比
- 锂电极与固态电解质二维粗糙界面的应力分析
- 2025年
- 固态锂金属电池进行充放电时,表面粗糙的锂电极和固态电解质界面上产生的应力对锂枝晶的产生有重要影响.本文通过建立电极与电解质组成的弹性体的力学模型,具体针对二维三角函数波形的粗糙界面,对于各向同性线弹性材料,研究了电极与电解质界面的应力.基于二维傅里叶变换,获得了变换域中界面处的应力和位移之间的关系,通过逆变换并结合边界条件和界面连续性条件,最终得到了二维情况下电极和电解质界面应力的解析解.当界面沿一个方向的表面粗糙度波数为零时,该界面应力解可以退化为已有的一维情况的解.通过算例分析了电解质和电极材料参数对界面应力大小的影响.
- 郭子健赵莹聂国华
- 关键词：固态电解质电极界面应力傅里叶变换
- 全固态锂电池界面的机械失效模型综述被引量：3
- 2022年
- 全固态锂电池具有高能量密度和高安全性能等优点,有望替代传统锂电池成为下一代可移动储备.然而,全固态结构也给这种新型电池的应用带来全新的挑战,阻碍其商业化的进程,其中很重要的一个挑战就是机械不稳定性.首先,尽管固态电解质具有较高刚度与强度,理论上应该可以阻挡锂枝晶的穿透,但在其使用过程中仍能观察到锂枝晶的生长,这与高刚度电解质可抵制锂枝晶生长的理论相悖.其次,与液态电解质相比,固态电解质刚度大,在电极活性材料充放电时不能始终保持与活性材料的有效接触,可能导致活性颗粒和电解质的界面分层.因此,解释这些现象并提供解决策略对促进全固态锂电池的广泛应用至关重要.本文旨在总结近年来关于全固态锂电池不同界面处机械失效的力化耦合模型,主要包括以下两个方面:(1)锂金属负极与固态电解质界面处锂枝晶的形成与生长;(2)活性颗粒锂化/脱锂化引起的界面分层和破裂.本文从理论模型的角度总结了全固态锂离子电池中不同界面上的机械失效行为,旨在为全固态锂离子电池的模型建立与结构优化提供借鉴思路.
- 赵莹杨佳悦田嘉宇
- 关键词：锂离子电池机械失效
- 锂离子电池多尺度断裂的研究进展被引量：2
- 2023年
- 锂离子电池的断裂会影响电池结构的完整性。颗粒水平的断裂和电极水平的断裂都已被证明会对电池的电化学性能和安全性能产生极大的不良影响。研究断裂机理对预防电池的断裂有着重要的意义。因此,本研究总结了近年来针对不同类型电极材料的断裂机理的相关研究,并阐述电极材料的断裂与电池老化之间的密切关系,探讨颗粒水平和电极水平上发生的断裂及其对电化学性能的影响。本研究工作可为力学断裂和电池性能之间的关联提供更深刻的理解,进而促进高稳定性、高安全性锂离子电池的设计发展。
- 胡必胜赵莹
- 关键词：锂离子电池
