鋰電池及材料計(jì)算模擬

2020年5月17日

背景

動(dòng)力電池和消費(fèi)類電池對(duì)能量密度、安全性提出了越來越高的要求，國家為了加速新材料和鋰離子電池研發(fā)，“十三五”期間首次設(shè)立“材料基因組技術(shù)”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，并希望通過材料基因組的高通量計(jì)算、合成、檢測及數(shù)據(jù)庫（大數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)和智能分析）的新理念和新技術(shù)加速鋰離子電池的研發(fā)。目前鋰電池及材料計(jì)算模擬已成為鋰電池領(lǐng)域研究最具活力的研究手段之一。為了加強(qiáng)國內(nèi)外相關(guān)人士在鋰電池計(jì)算領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展交流，清華大學(xué)鋰離子實(shí)驗(yàn)室、微算云平臺(tái)與鋰電前沿共同舉辦鋰電池及材料計(jì)算模擬專題線上研討會(huì)。研討會(huì)圍繞“鋰電池與材料計(jì)算”的主題，以高端學(xué)術(shù)交流為重點(diǎn)，針對(duì)當(dāng)前鋰電材料計(jì)算在材料、物理、化學(xué)等前沿研究領(lǐng)域的新進(jìn)展展開研討，促進(jìn)學(xué)術(shù)交流和技術(shù)進(jìn)步。

1）鋰電池材料吸附計(jì)算模擬：計(jì)算電池材料分子在特定材料或晶面的吸附能、吸附位、吸附量等。

2）鋰電池反應(yīng)機(jī)理模擬：不同電流密度下的充放電曲線模擬、電極材料充放電過程中相轉(zhuǎn)變、反應(yīng)過渡態(tài)模擬、容量損失機(jī)理、反應(yīng)電位演變、表面能、電荷傳輸機(jī)制等。

3）離子擴(kuò)散模擬：模擬離子在材料中的擴(kuò)散，計(jì)算電導(dǎo)率和擴(kuò)散遷移路徑等。

4）材料改性模擬：摻雜/包覆對(duì)電子結(jié)構(gòu)、晶格結(jié)構(gòu)、相結(jié)構(gòu)、離子電導(dǎo)率、電子電導(dǎo)率、理論容量、電極電位、電壓曲線、開路電壓的影響等。

5） 界面反應(yīng)計(jì)算模擬：電解液/添加劑與電極/SEI膜界面相互作用、金屬鋰枝晶的生長和抑制機(jī)理、特定晶面的反應(yīng)活性等。

6）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變模擬：分析電極材料體積和結(jié)構(gòu)變化，說明結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和循環(huán)性。

7）SEI膜機(jī)理模擬：SEI膜的生長、成分、電導(dǎo)率、力學(xué)性質(zhì)等模擬。

8）固態(tài)電解質(zhì)模擬：計(jì)算固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率和穩(wěn)定性等

9）譜學(xué)計(jì)算模擬：近邊X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)（NEXAFS）、NMR譜圖、紅外光譜、紫外可見光譜、拉曼光譜等。

10）能帶、態(tài)密度、投影分波態(tài)密度、差分電荷密度、彈性帶方法、磁性結(jié)構(gòu)、共價(jià)鍵、分子軌道、還原電位、原子互占位溫度和電壓對(duì)電極材料的影響、溶劑化自由能、界面穩(wěn)定性和熱力學(xué)穩(wěn)定性等。