Создание новых аккумуляторов и батарей
Литий-ионные аккумуляторы коренным образом изменили способы хранения энергии, от персональной электроники до постоянной электрификации транспорта. Требования к повышению безопасности, увеличению срока службы батареи и плотности энергии требуют изучения новых вариантов материалов для батарей: новых составов электролитов и новых материалов катода и анода. Исследования также изучают изменяющие парадигму альтернативы конструкции материалов батареи, такие как твердые электролиты и даже замену лития другими, более распространенными металлами, такими как натрий, кальций и магний. BIOVIA Materials Studio можно применять для изучения наиболее фундаментальных вопросов проектирования материалов и бесшовной связи с моделированием аккумуляторных элементов и батарей, обеспечивая связь между выбором материалов и характеристиками батареи.
BIOVIA Materials Studio поддерживает характеристику и разработку существующих и новых материалов для аккумуляторов. В сочетании с более широким портфолио Dassault Systèmes материаловеды могут ускорить разработку устойчивых, безопасных и надежных аккумуляторов.
Анод
- Прогноз ионов лития в аноде и то, как ионы лития располагаются внутри анода во время зарядки и разрядки
- Определите процессы, которые приводят к расслаиванию графена и общей деградации анода
- Исследуйте факторы, которые контролируют рост и стабилизацию границы твердого электролита
- Определить атомарные механизмы снижения производительности батареи, такие как образование металлических дендритов
Катод
- Рассчитайте напряжение открытой ячейки (OCV) для различных катодных материалов, чтобы оценить кривые зарядки и разрядки
- Оценить изменения в структуре катода во время циклирования, чтобы определить их влияние на общую емкость катода
- Исследуйте и оптимизируйте взаимодействие между поверхностью катода и различными покрытиями
Электролит
- Рассчитать диффузию ионов лития в чистых электролитах или смесях
- Исследовать, как молекулы электролита разрушаются и внедряются в поверхность твердого электролита во время работы
- Определите свойства добавок к электролиту, чтобы оценить, как они влияют на производительность.
- Прогнозирование вязкости составов электролитов
- Materials Studio также может быть объединена с COSMOtherm для прогнозирования безопасности электролитов на основе таких свойств, как давление паров и температура вспышки
Многомасштабное моделирование
- Расчет информации о материалах, необходимой Abaqus из SIMULIA для выполнения трехмерного моделирования тепловых и механических свойств аккумуляторных элементов
- Определение свойств, требуемых электрохимическими моделями в библиотеке аккумуляторов Dymola от CATIA, для запуска одномерного моделирования производительности аккумуляторных элементов на системном уровне