随着科技的发展,锂离子电池在新能源汽车领域得到了广泛的应用。但是,因锂离子电池安全性所引发的事故也时常发生,因此,研究锂离子电池充放电过程所引发的电极材料力学性能的变化非常重要,这对改善锂离子电池的综合性能具有很好的指导意义。在电化学循环过程中,锂离子电池会因为不同的运行工况而产生不同的应力状态,表现出不同的特性,影响到电池的使用安全。为了对锂离子电池进行有效地监控和使用,有必要对锂离子电池在不同工况下的充放电行为进行研究,并对锂离子电池的主要材料进行相关力学行为表征,为建立不同运行工况下的有限元模型提供支持。本文针对上述问题进行了研究,具体内容如下:(1)对现有电池整体模型进行了简单介绍,结合国内外学者的研究,利用ANSYS仿真分析了一款18650电池在压缩工况下的力学性能,并通过压缩实验,验证了模拟的有效性。(2)研究了锂离子电池在不同倍率多次充放电循环下的电池容量特性,分别采用不同充放电倍率对同批次的18650锂电池进行循环测试,对电池容量、电流和电压进行了全面监控,发现在较大倍率、多次循环的工况下会加速容量的衰减。(3)使用单轴拉伸试验的方法,研究了0.5C、2C和3C的充放电倍率下多次循环前后正、负极材料的抗拉强度和拉伸模量。结果表明:正、负极材料的抗拉强度和拉伸模量会随着循环倍率和循环数的上升而下降,且正极材料的拉伸性能随循环倍率和循环数的变化趋势与负极材料的大致相同。(4)使用面内压缩试验的方法,研究了0.5C、2C和3C的充放电倍率下多次循环前后正、负极材料的压缩强度和压缩模量。结果表明:正、负极材料的压缩模量会随着环倍率和循环数的上升而下降,且负极材料的压缩强度会随着循环倍率和循环数的上升而上升,与正极材料出现了明显的差异性。