BIOVIA Materials Studio在电池材料中的应用

蓝图技术网 2022-09-23 22:44:19 24阅读 0评论

锂离子电池从根本上改变了储能,从个人电子产品到持续的运输电气化。提高安全性、电池使用寿命和能量密度的要求需要探索新的电池材料选择:新的电解质配方,以及新型阴极和节点材料。研究还探索了电池材料设计的范式转换替代方案,如固体电解质,甚至将锂与其他更丰富的金属(如钠、钙和镁)替代。BIOVIA 材料工作室可用于研究材料设计的最基本问题,并与电池和电池组模拟无缝连接 – 提供材料选择与电池性能之间的链接。

BIOVIA Materials Studio在电池材料中的应用 第1张

增强电池材料的虚拟设计能力

BIOVIA 材料工作室支持现有新型电池材料的定性和发展。结合达索 Systémes 的更广泛产品组合,材料科学家可以加快可持续、安全、可靠的电池设计。

阳极

  • 预测在天名中锂离子的传输,以及锂离子在充电和放电时在天节内的排列方式
  • 确定导致石墨烯去角质和整体节点降解的过程
  • 探索控制固体电解质接口生长和稳定的因素
  • 确定电池性能退化的原子尺度机制,如金属树突的形成

阴极

  • 计算各种阴极材料的开室电压 (OCV),以估计充电和放电曲线
  • 评估自行车运动中阴极结构的变化,以确定其对阴极整体容量的影响
  • 探索和优化阴极表面和各种涂层之间的相互作用

电解质

  • 计算锂离子在纯电解质或混合物中的扩散
  • 研究电解质分子在操作过程中如何分解并融入固体电解质接口
  • 确定电解质添加剂的特性,以评估它们如何影响性能
  • 预测电解质配方的粘度
  • 材料工作室也可以与COSMOTherm结合,根据蒸汽压力和闪光点等特性预测电解质的安全性

多尺度建模

  • 计算来自 SIMULIA 的 Abaqus 所需的材料信息,以便对电池的热和机械性能进行 3D 模拟
  • 确定 CATIA Dymola 电池库中的电化学模型所需的属性,以运行电池性能的 1D 系统级模拟
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