鋰離子電池的仿真模擬

 

以下綜述展示了針對鋰電池組件的仿真模擬實例，包括了陽極/陰極/電解質(zhì)和制造過程。本文主要使用SIESTA(第一性原理計算引擎)，介紹了在全固態(tài)電池的固體電解質(zhì)中插入鋰離子到陰極/陽極以及鋰離子擴(kuò)散所引起的物理性質(zhì)變化的實例。

1．用作陽極的石墨和非晶硅吸收和解吸鋰離子而引起的體積膨脹與收縮、彈性模量和電子態(tài)密度的變化。

2．評估用作陰極的LiCoO2的體積模量。

3．評估鋰離子在固體電解質(zhì) LiZr2(PO4)3 (LZP) 中的擴(kuò)散系數(shù)。

4．評估溶解鋰鹽的溶劑的相對介電常數(shù)。

5．電極漿料涂覆

 

圖 1 固體電解質(zhì) LZP 結(jié)構(gòu)（左）和不同溫度下擴(kuò)散系數(shù)的 Arrhenius 圖（右）

 

圖 2：用于陽極的石墨（左）和吸附鋰的 LiC6（右）之間的電子態(tài)密度差異

 

隨著全固態(tài)電池的商業(yè)化快速發(fā)展，電動汽車電池的研究和開發(fā)正轉(zhuǎn)向探索更多材料的可能性。因此，從探索各種材料（包括所有固態(tài)電解質(zhì)）的角度來看，人們對材料模擬的期望越來越高。欲獲取全文鏈接：www.anscos.com