BIOVIA Materials Studio在电池材料中的应用

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。

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