锂离子电池的仿真模拟

以下综述展示了针对锂电池组件的仿真模拟实例，包括了阳极/阴极/电解质和制造过程。本文主要使用SIESTA(第一性原理计算引擎)，介绍了在全固态电池的固体电解质中插入锂离子到阴极/阳极以及锂离子扩散所引起的物理性质变化的实例。

• 用作阳极的石墨和非晶硅吸收和解吸锂离子而引起的体积膨胀与收缩、弹性模量和电子态密度的变化。

• 评估用作阴极的LiCoO2的体积模量。

• 评估锂离子在固体电解质 LiZr2(PO4)3 (LZP) 中的扩散系数。

• 评估溶解锂盐的溶剂的相对介电常数。

• 电极浆料涂覆

图 1 固体电解质 LZP 结构（左）和不同温度下扩散系数的 Arrhenius 图（右）

图 2：用于阳极的石墨（左）和吸附锂的 LiC6（右）之间的电子态密度差异

随着全固态电池的商业化快速发展，电动汽车电池的研究和开发正转向探索更多材料的可能性。因此，从探索各种材料（包括所有固态电解质）的角度来看，人们对材料模拟的期望越来越高。

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