柱形梯度材料是最有潜力的锂离子电池电极之一.为了研究恒压充电过程中柱形梯度材料颗粒电极下力学机理，以Li1.2(Mn0.62Ni0.38)0.8O2为例，讨论弹性模量、扩散系数和偏摩尔体积三个重要材料参数对应力场影响.并推导出非均匀柱形颗粒电极的扩散方程和力学方程.结果表明，柱形梯度材料纳米电极，沿着半径方向Mn的材料组分升高Ni的材料组分降低，其材料结构有利于降低最大径向应力和环向拉应力，有效地避免电极的力学失效现象.并根据计算结果，对梯度材料电极提出材料结构优化建议.
扩散诱导应力 梯度材料 广义平面应变 锂离子电池