数学モデルを使用すると、リチウム電池の設計に役立ちます

世界の電子製品の急速なアップグレードと新エネルギー自動車産業、スマートパワーグリッド、および発電所エネルギー貯蔵の活発な発展により、リチウムイオン電池はこれらの現代のハイテク産業の中核であり、極めて重要な位置を占めています。 。バッテリー設計の長所と短所は、激しい市場競争におけるリチウム電気企業の運命を直接決定します。

ずっと、中国の主要なリチウム電気会社にとって、バッテリーの設計は繰り返された実験から来ました。最終的なバッテリーの性能は最適化されていますが、多くの高度な教育を受けた研究者を含め、膨大な人的資源、材料資源、および時間を消費しています。バッテリーシステムの複雑さが増すにつれて、企業はバッテリー設計にますます投資するようになりますが、バッテリー性能の設計は必ずしも改善の割合ではありません。

この非効率的な設計方法は、国内のバッテリー設計技術が常に海外に遅れをとっている重要な理由の1つでもあります。しかし、多くの企業がこの問題をまだ認識していないことはさらに残念です。おそらく、優れた研究開発基盤を持つ一部の企業はそれを認識していますが、人的資源を調整し、それを解決するための適切な方法を見つける方法を知りません。

リチウムイオン電池の数学的モデルは、電池に使用されているさまざまな材料の物理的指標と電極設計指標をパラメータ化することです。数学的計算により、バッテリーの充電と放電、乗数、およびサイクルのプロパティが取得されます。したがって、これらのパラメーターの1つ以上を調整することにより、バッテリーの設計、バッテリーのパフォーマンスの予測、およびそれらの目的の最適化に使用できます。

たとえば、さまざまな活物質の粒子スケールはさまざまな材料利用率につながり、電極の容量に影響を与え、電池設計者が活物質を選択するのに役立ちます。さらに、電極の破砕密度と電極の多孔性もバッテリーの最終性能に影響を与えます。このモデルを使用して、さまざまな破砕密度または気孔率が電池の性能に及ぼす影響を計算でき、電極の設計と製造プロセスを最適化できます。

カナダのウォータールー大学の化学工学科のMaozhiyu博士は、最近、リチウムイオン電池の分野で数学モデルがどのように使用されているかについて、American ElectrochemicalSocietyやInternationalJournal ofElectrochemistryなどのジャーナルに彼の発見を発表しました。リチウムイオン電極の設計と最適化を効率的にガイドする方法。

この研究により、リチウム研究者は時間のかかる実験から解放され、活物質、電極設計、および電池性能の間のリンクを確立できるため、エンジニアは材料、プロセス、および電極設計の観点から電池設計を定量的に検討できます。製造プロセスの最適化と故障モデル分析により、リチウムイオン電池開発の新しいアイデアと方向性が開かれました。さらに、電極反応速度論の分析、内部反応メカニズムの理解、およびバッテリーの研究開発作業者への理論的ガイダンスの提供にも使用できます。

Gaogong Li-Yiは、Maozhiyu博士の研究結果を次々と発表します。リチウムイオン電池の設計における数理モデルの適用の具体例として、Maozhiyu博士は、さまざまなリチウム関連技術のR＆Dエンジニアや学者が彼女とコミュニケーションをとることを歓迎します（Eメール：Zhiyumao@gmail.com）。

Maozhiyu博士は、カナダのウォータールー大学の化学工学科を卒業しました。博士課程では、主に市販のリチウムイオン電池の電極モデルと寿命低下メカニズムの研究に従事していました。彼は、市販のリチウムイオン電池活物質のモデル識別技術を開発しました。バッテリー寿命の評価システムを確立します。

彼が開発した数学的モデルは、リチウムイオン電池の電極の設計と最適化において重要な役割を果たしました。この間、彼は「JournalofElectricality」や「ElectricicaActa」などのリチウム電気の分野の筆頭著者の権威あるジャーナルに5つの工学論文を発表しました。

Maozhiyu博士は、リチウムイオン電池工学の理論研究で7年の経験があり、商用リチウムイオン電池開発で2年の経験があります。彼は、リン酸鉄リチウム電極に含まれる反応速度論について体系的かつ詳細な研究を行ってきました。彼はまた、中央電気自動車産業同盟の「JS-208」共通技術プロジェクトの実験計画とプロジェクト管理を担当しました。 2016年9月以来、彼はポスドク研究のためにカナダで勉強を続け、NewtechPowerIncに参加しました。科学研究者として。彼は主に、新しいリチウム電気材料と新しいエネルギー貯蔵システムの開発と工業化を担当しています。

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