第一性原理在锂离子电池电极材料中的应用研究

在锂离子电池电极材料研究中，第一性原理计算能在理论上协助解释实验结果，为材料的合成和性能改进提供理论依据。目前第一性原理计算在锂离子电池电极材料中的应用主要集中在正极材料磷酸铁锂和层状氧化物LiMO₂(M=Ni, Co, Mn, Al等)材料中，对热门三元材料，特别是三元材料改性前后界面结构变化的研究较少。围绕密度泛函理论，综述了其在电极材料工作电压、电子传导性和离子扩散性、结构稳定性、储锂容量的计算以及热力学性能预测及解释等方面的应用，对较为集中的研究方向的进展进行阐述和总结，为用第一性原理进一步研究LiNi _x Co _y Mn_{1- x - y} O₂复合材料提供借鉴。     

第一性原理在锂离子电池电极材料中的应用研究

在锂离子电池电极材料研究中,第一性原理计算能在理论上协助解释实验结果,为材料的合成和性能改进提供理论依据。目前第一性原理计算在锂离子电池电极材料中的应用主要集中在正极材料磷酸铁锂和层状氧化物LiMO2(M=Ni, Co, Mn, Al等)材料中,对热门三元材料,特别是三元材料改性前后界面结构变化的研究较少。围绕密度泛函理论,综述了其在电极材料工作电压、电子传导性和离子扩散性、结构稳定性、储锂容量的计算以及热力学性能预测及解释等方面的应用,对较为集中的研究方向的进展进行阐述和总结,为用第一性原理进一步研究LiNix Coy Mn1-x-yO2复合材料提供借鉴。     

固相增黏环境氧含量对超高黏尼龙6薄膜晶点的影响

以相对黏度为3.3的尼龙6(PA 6)切片为原料,在不同氧含量环境下,通过固相增黏制备超高黏尼龙6(PA 6)切片,并利用小型实验室吹膜机制得相应超高黏PA 6薄膜,研究了环境氧含量对超高黏PA 6切片熔融结晶行为、紫外性能,以及相应超高黏PA 6薄膜晶点数和晶点形貌的影响。结果表明：超高黏PA 6切片的结晶起始温度、结晶峰温度、结晶焓随环境氧含量的提高先增大后下降;超高黏PA 6薄膜的晶点数随着环境氧含量的提高而增多,当环境氧含量大于10 mg/kg时,超高黏PA 6薄膜的晶点数超过3个/cm²,无法满足使用要求;室温下超高黏PA 6切片薄膜的晶点呈带状,当温度升至300℃,晶点周围PA 6完全融化,但晶点仍保持形态不变;PA 6切片在热氧的作用下发生交联反应形成凝胶物质是导致晶点形成的主要原因。     

动力锂离子电池仿真模型研究进展

锂离子电池作为新能源电动汽车优异的动力来源受到广泛关注,获得高性能的锂离子电池对电动汽车的发展至关重要。数值仿真技术突破了传统实验的限制而极大地促进了锂离子电池的研究工作。高效、实用的仿真模型可以将多种化学反应及物理场相互耦合,预测多种因素对于电池各种性能的影响,使仿真结果尽可能地接近真实情况。本文主要介绍了仿真研究的优势和重要意义,分别从电池热模型、电学特性模型、老化模型等出发,比较了众多仿真模型针对锂离子电池性能的仿真结果,总结不同模型的优势以及存在的薄弱环节,并提出仿真研究以后的发展趋势为：①从机理出发,研究多物理场相互作用关系,实现多场耦合;②从模型和算法入手,扩大模型的研究范围,兼顾简化模型和提高精确度;③从电池本身入手,注重电池材料的性能改善以及成组方式和结构优化。     

核壳结构正极材料界面设计与性能研究

核壳结构电池材料能从核心和壳体两方面产生协同作用,具有比容量高、氧化还原可逆性好、离子扩散速率高、成本低、安全性强等优点,在电池材料研究中有广泛应用。三元电池材料的核壳结构设计主要分为非电活性材料核壳结构设计、普通核壳结构设计、浓度梯度核壳结构设计、全浓度梯度核壳结构设计等;核壳结构三元电池材料的合成方法主要分为:化学共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等,综述了核壳结构电池材料热力学、电化学、动力学性能,对核壳结构电池材料理论计算、数值模拟的研究现状和应用进行了阐述,最后简述了核壳结构正极材料的应用和展望。     

核壳结构正极材料界面设计与性能研究

核壳结构电池材料能从核心和壳体两方面产生协同作用,具有比容量高、氧化还原可逆性好、离子扩散速率高、成本低、安全性强等优点,在电池材料研究中有广泛应用。三元电池材料的核壳结构设计主要分为非电活性材料核壳结构设计、普通核壳结构设计、浓度梯度核壳结构设计、全浓度梯度核壳结构设计等;核壳结构三元电池材料的合成方法主要分为：化学共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等,综述了核壳结构电池材料热力学、电化学、动力学性能,对核壳结构电池材料理论计算、数值模拟的研究现状和应用进行了阐述,最后简述了核壳结构正极材料的应用和展望。