张锴，副教授，力学专业责任教授。

同济大学航空航天与力学学院。

电子邮箱/Email：zhangkai@tongji.edu.cn

电话/Telephone：13524872633

教育经历/Education：

 2007.9 ~ 2011.6同济大学工程力学学士/ B.Sc.

 2011.9 ~ 2016.3同济大学力学博士/Ph.D.

工作经历/Employment：

 2016.2 ~ 2018.2香港科技大学机械与航空航天工程系博士后

 2016.6 ~ 2018.2香港科技大学霍英东研究院研究助理教授

 2018.3 ~ 2020.12同济大学航空航天与力学学院助理教授

 2020.1 ~ 至今同济大学航空航天与力学学院副教授

主要研究方向/Research Interests：

锂离子电池电极性能退化的基础力学理论与应用

突破高容量负极材料循环性能短板、开发长寿命的动力电池是国家战略需求，其中的核心科学问题在于探明和改善电极的劣化。针对这个问题采用力学本构建模-破坏模式分析-应力调控延寿递进式的路线进行研究，主要创新性研究工作包括：（1）针对高容量负极锂化过程中的相变、粘塑性及快速变形，基于相场模型建立了考虑介质膨胀速率对粒子迁移影响的力-化耦合变形本构，揭示了高容量负极材料锂化过程中应力的演化规律；（2）基于断裂力学，发展了考虑塑性变形及化学应力的断裂失效分析方法，为负极材料优化设计提供理论依据；（3）根据负极的应力演化，提出了基于应力调控的电池充放电方式，实现了一种可推广的电池长寿命使用策略。截至2021.2，发表SCI论文共43篇，其中第一/通讯作者论文19篇，受理发明专利3项。

主讲课程/Courses Teaching：

本科生 《材料力学B》

本科生 《多体系统动力学仿真》

代表性论文/Representative Publications：

1. Zhang K, Li Y, Wang F, Zheng B*, Yang F*, Lu D. An analytical model for lithiation-induced concurrent plastic flow and phase transformation in a cylindrical silicon electrode, International Journal of Solids and Structures, 2020, 202: 87-98.

2. Zhang K, Zheng B*, Yang F*, Li Y. Analysis of a cylindrical silicon electrode with a pre-existing crack: Path-independent Ĵ-integral, International Journal of Mechanical Sciences, 2020, 177: 105602.

3. Zhang K, Zhang Y, Zhou J, Li Y, Zheng B, Yang F, Kai Y. A stress-based charging protocol for silicon anode in lithium-ion battery: Theoretical and experimental studies. Journal of Energy Storage, 2020, 32: 101765.

4. Zhang K, Chen J, Li Y, Liu D*, Zheng B*, Kai Y. Rate-dependent lithiation-induced failure modes of a cylindrical core-shell electrode. Results in Physics, 2020, 16: 103018.

5. Zhang K, Zheng B*. Effect of Irreversible Electrochemical Reaction on Diffusion and Diffusion-Induced Stresses in Spherical Composition–Gradient Electrodes, Zeitschrift fur Naturforschung A, 2019, 75(1): 55-63.

6. Zhang K, Li Y, Wang F, Zheng B*, Yang F*. Stress effect on self-limiting lithiation in silicon-nanowire electrode. Applied Physics Express, 2019, 12(4): 045004.

7. Zhang K, Li Y, Wang F, Zheng B, Yang F. A phase-field study of the effect of local deformation velocity on lithiation-induced stress in wire-like structures. Journal of Physics D Applied Physics, 2019, 52(14): 145501.

8. Zhang K*, Li Y, Wu J, Zheng B, Yang F*, Lithiation-induced buckling of wire-based electrodes in lithium-ion batteries: A phase-field model coupled with large deformation. International Journal of Solids and Structures, 2018, 144: 289-300.

9. Zhang K, Li Y, Zheng B, et al. Large deformation analysis of diffusion-induced buckling of nanowires in lithium-ion batteries. International Journal of Solids and Structures, 2017, 108: 230-243.

10. Zhang Y, Zhan S, Zhang K*, Zheng B*, Lyu L. Buckling behavior of a wire-like electrode with a concentration-dependent elastic modulus based on a deformed configuration. European Journal of Mechanics-A/Solids, 2020, 85: 104111.

专利和软件著作权/Patens and Software：

 1. 一种降低锂离子电池力学退化的方法

 2. 一种机械加压的深海压力模拟装置

科研项目/Projects：

纵向课题：

 1. 国家自然科学基金，基于热力学的硅电极自限制锂化力-化耦合机理研究，在研，主持

 2. 上海市晨光计划，基于粘塑性理论的硅电极高倍率充放电方法研究，在研，主持

纵向课题：

 1. 上海永太汽车零部件有限公司，一种丝锥加长焊接设备，在研，主持

教改项目和教改论文/ Educational Reform Projects and Publications：

1. 张锴, 方若诗, 郑百林. 根深叶茂：从强化数理基础到高端工程人才培养. 十年教改 春华秋实：同济大学人才培养模式创新实验区十周年论文集. 上海: 同济大学出版社, 2019: 124-127.2.

校内外学术兼职/Social services：

 1. 中国力学学会会员

 2. 上海市力学学会教育工作委员会秘书长

国际学术会议报告/Presentations at International Conferences：

 1. 2018年固体力学大会，分会场报告

 2. 2019年力学大会，分会场报告

学术期刊审稿/Journal Reviewer：

担任Int J Solids Struct、Int J Mech Sci、J Energy Storage等多个专业期刊审稿人

荣誉和奖励/Awards：

 1. 2019年入选上海市晨光计划

 2. 2019年同济大学班主任工作考核优秀

 3. 2018年同济大学新生院“我最喜欢的班主任”