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作者：李聪;张立发;孙豪;贺耀龙;胡宏玖;
单位：上海市应用数学和力学研究所,上海大学力学与工程科学学院;上海市能源工程力学重点实验室;上海市力学信息学前沿科学研究基地;
摘要：固态聚合物电解质的工程化应用面临室温离子电导率低、力学性能差的突出问题。本工作针对聚氧化乙烯-双氟磺酰亚胺锂(PEO-LiTFSI)体系系列电化学、力学实验，提出了不同温度和机械预变形下材料离子电导率和弹性模量的统一描述方法，并据此开展了含机械预变形处理聚合物电解质的全固态锂电池电化学、力学仿真模拟。结果表明，固态聚合物电解质存在显著的力学–电化学耦合特性。对固态聚合物电解质施加机械预变形，可显著提升材料的离子电导率、弹性模量和屈服强度，且预压缩更为有效，机械预变形下材料内部自由体积增加是其重要微观机制。同时，与未经机械预变形处理的工况相比，经10%～20%机械预压缩处理后的聚合物电解质，其在服役时电解质/电极界面附近的拉应力分布相对更均匀，可使得材料在更大的弹性范围工作，并在保障结构机械完整性的前提下显著提升聚合物基全固态锂电池可使用的倍率范围。
关键词：固态聚合物电解质;机械预变形;力学–电化学耦合;离子电导率;服役性能
基金资助：上海市自然科学基金面上项目(23ZR1421800); 国家自然科学基金面上项目(12272213)
