以锂电池为代表的新型能源存储设备近年来取得了快速的发展,但是锂电池在使用过程中容量小、寿命短等缺陷成为了阻碍锂电池广泛发展的重要原因。锂离子电池的储电容量损失和寿命缩减与电池在充放电过程中电极内产生的应力息息相关,电池在充放电过程中锂离子会从电池电极上嵌入或者析出,由锂离子的嵌入导致电极体积发生变化而产生较大的扩散诱导应力,扩散诱导应力破坏电池电极内部结构,导致电池容量下降,电池寿命缩短。为了降低锂离子电池中的扩散诱导应力从而使得锂离子电池具有更长的循环使用寿命,本文对锂电池电极中的扩散诱导应力进行了较为系统的研究。本文基于扩散动力学理论和弹性力学理论,建立了电化学毕渥数调控的传质-应力双向耦合模型,研究柱状锂离子电池阳极电极材料在充电过程中的锂离子浓度和扩散诱导应力,并基于有限差分法求解了毕渥数调控下的传质-应力双向耦合的离子扩散方程,获得了电极内部应力场的表达式。结果表明,在充电过程中通过调控毕渥数,可以有效的控制扩散诱导应力的变化趋势,在较小的毕渥数调控下可以使电极中的扩散诱导应力由拉伸应力状态变为压缩应力状态,在一定程度上可以降低拉伸应力所引起的电极断裂失效,在充电过程中合理的调控毕渥数对防止电池发生断裂失效和防止锂离子电池容量降低有重要作用。通过COMSOL Multiphysics软件以锂电池阳极电极为对象建立了传质-应力双向耦合的三维锂离子扩散模型,通过控制锂离子扩散过程中的扩散通量控制电化学毕渥数,实现了利用毕渥数调控锂电池电极中的浓度分布和扩散诱导应力大小。将三维模拟仿真结果与数值计算结果对比,模拟结果的扩散诱导应力演化趋势与数值计算结果吻合,验证了三维扩散模型建立的可行性和正确性。仿真结果表明合理的调控毕渥数可以减小锂离子电极中的扩散诱导应力,为降低锂离子充电过程中的扩散诱导应力提供了可行的指导思路。