锂离子电池产品具有高比能量和高能量密度,这使得它在一些对于重量、体积要求较高的领域中具有很大的吸引力。可广泛用于各种应用场合,目前备受电动汽车（EV）领域的关注。但目前的锂电池技术无法满足此类应用不断增长的电力需求,为了满足这些应用不断增长的功率要求,需要新电极材料来增加能量密度。硅是石墨负极的有前途的高容量替代品。它具有低放电电位,丰富且无毒,完全锂化的硅锂合金的理论容量比石墨高得多。为了提高实际使用中电动汽车的核心部件——电池管理系统（Battery Management System,BMS）的电荷状态（State of Charge,SOC）算法的精度,需要尽可能的减小电极的电压迟滞效应。充电和放电之间的应力差异对电压滞后有一定的影响,电压滞后取决于充电倍率,电极粒子半径,以及反映材料性能（包括弹性模量,偏摩尔体积,容量和扩散系数）影响的组合参数。与石墨和LiMn₂O₄电极相比,硅电极中的应力诱发的过电位高几个数量级。本文针对被普遍认为是下一代负极材料的硅电极,研究了在非平衡态热力学条件下晶体硅电极的电压迟滞效应。常用的单相模型不能反映硅、锡与锗此类材料的特殊锂化机理,考虑到晶体硅的两相锂化过程,结合电极过程动力学、两相锂化模型、理想弹塑性模型研究了电压迟滞效应。讨论了电极颗粒粒径,颗粒结构、充电倍率等因素对电压迟滞现象的影响。模拟结果表明较小的电极颗粒具有更低的电压迟滞效应。结合中空颗粒在机械稳定性、膨胀性方面的优良表现,中空纳米粒径颗粒（<200 nm）应该成为硅电极研究的重点。