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        德國開發鋰電池模擬軟件 將加快新材料電池的研發


        發布時間:2011-05-02 18:23:38  來源:鉅大電子鋰電事業部 點擊次數:

                 電動車是未來汽車市場的重要組成部分,德國政府和汽車行業對此持有相同看法。到2020年,德國將實現百萬輛電動客車上路。德國機動車組織ADAC在調查中發現,如果不必考慮成本、舒適性和安全性,74%的被調查者表示愿意購買電動車,大約1/3的駕駛者希望電動車的電池充電一次能跑至少500公里。

          但關鍵問題是:目前充電站數量和電池壽命都很有限,導致緊湊型電動車無法成為主流。目前,大多數汽車使用的鋰電池都過于沉重、昂貴,而且耗電也快。因此,新電池材料需要提高性能、使用壽命以及具備安全的儲能裝置,但是,開發這類新材料需要投入大量的資金和時間。

          在德國弗勞恩霍夫協會電動汽車系統研究(FSEM)項目中,來自德國凱澤斯勞滕的弗勞恩霍夫技術經濟數學研究所(ITWM)的研究人員目前正在開發一種鋰電池模擬軟件,該軟件將會加速新材料電池的開發進程,提高電池的使用效率。該軟件被稱為“BEST”,是電池和電化學模擬工具(Battery and Electrochemistry Simulation Tool)的簡稱。

              

                       BEST仿真軟件下電池微觀表現(左、右可見多孔電極)

                鋰電池由兩塊多孔電極板組成,裝有電解液的分離器將兩塊電極板分離,當電池充電和放電時,鋰離子就會在電極之間流動。弗勞恩霍夫技術經濟數學研究所Jochen Zausch解釋說,電池的性能取決于組件所使用的材料,而這些材料之間需要相互協調。這種軟件模擬工具可以按照設計者的想法將不同的材料進行組合,直到實現理想組合,而不需要再像過去那樣進行反復測試。

          該研究所的研究人員在宏觀和微觀層面對整個電池的構造、鋰離子的流動及反應過程進行模擬。Jochen Zausch提到,他們可以展示電極板的微觀結構,每一個10微米的小孔都清晰可見,這是目前其它技術所達不到的,而且電極板的位置和形狀也可以變化。通過解決電極板的三維結構問題,一些電池參數如鋰離子的濃度及電流密度就可以計算出來,該研究所目前正在計算這些參數。電流分布是電池熱量的重要指標,因此,該軟件還可以精確找出可能導致電池過熱而燃燒的熱點。此外,該軟件還能有效評估電池的老化效應,因為電池溫度的變化會影響其使用壽命,科學家們也計劃升級軟件程序,將老化模型加入其中,以便研究的順利進行。

          Jochen Zausch還提到,該軟件最終將會幫助汽車制造商和蓄能設備生產商制造更強大、更安全、適用范圍更廣的電池,從而改善汽車的加速性能。

         

         
         
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