近期，易來(lái)科得發(fā)布了電池研發(fā)軟件工具鏈中的全新產(chǎn)品ElectroderSIM電極設(shè)計(jì)與工藝優(yōu)化軟件。 產(chǎn)品內(nèi)置創(chuàng)新的電池非均相電化學(xué)模型，而不使用高度簡(jiǎn)化的P2D均相模型。全新的電池仿真體驗(yàn)，全面展現(xiàn)電極多孔或致密微觀結(jié)構(gòu)內(nèi)部的離子濃度、電勢(shì)、電流密度場(chǎng)。

核心模型：創(chuàng)新的非均相電極模型

傳統(tǒng)的P2D模型已應(yīng)用30余年，新材料應(yīng)用、新工藝開(kāi)發(fā)、固態(tài)電池對(duì)于離子通路與界面接觸提出了更高的設(shè)計(jì)要求，使得傳統(tǒng)模型難以滿足電極精細(xì)化設(shè)計(jì)與制造的需求。創(chuàng)新的非均相電極模型可趨真地刻畫(huà)顆粒尺寸分布與電池多孔結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)鋰離子與電子濃度的固液分相模擬，更適用于解決精細(xì)化的電極設(shè)計(jì)與工藝優(yōu)化問(wèn)題。

傳統(tǒng)的P2D模型

創(chuàng)新的非均相模型

特有輸出：離子/電子濃度場(chǎng)可視化

載流子濃度場(chǎng)（包括鋰離子濃度場(chǎng)與電子電流密度場(chǎng)）在電極固液混合多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部的分布，是非均相模型獨(dú)有的重要輸出。

載流子濃度場(chǎng)的時(shí)空演進(jìn)規(guī)律，是解析電池性能瓶頸、定位電池設(shè)計(jì)缺陷的主要理論依據(jù)。

固相鋰離子濃度場(chǎng)（Cs）

液相鋰離子濃度場(chǎng)（Cl）

固相電勢(shì)場(chǎng)（φs）

液相電勢(shì)場(chǎng)（φl(shuí)）

固相電流密度場(chǎng)（is）

液相電流密度場(chǎng) (il)

實(shí)用功能

工藝模塊：工藝缺陷或新工藝仿真

非均相電極模型可方便地刻畫(huà)工藝缺陷或新工藝，ElectroderSIM首批上線工藝模塊包含：復(fù)合正極、雙層涂布/梯度造孔、涂布厚度不均（露箔/針眼），可計(jì)算上述工藝對(duì)于電池各類(lèi)性能的影響。

實(shí)車(chē)工況：車(chē)路模型預(yù)測(cè)里程/能耗

內(nèi)置車(chē)輛與道路環(huán)境模型，以及NEDC、WLTP、CATC等典型道路循環(huán)工況，將車(chē)速曲線轉(zhuǎn)換為電池功率曲線，從而可仿真車(chē)輛續(xù)駛里程、百公里能耗、制動(dòng)能量回收節(jié)能率等用戶關(guān)心的車(chē)輛性能參數(shù)。讓電芯用戶更懂您的整車(chē)客戶，幫助用戶成功。

析鋰定性與定量：輸出過(guò)電位與析鋰量

析鋰是電池快充與交流加熱的限制因素，本功能對(duì)析鋰建立了工況全時(shí)間、電極全空間的定性/定量預(yù)測(cè)能力，是研究可快充電池設(shè)計(jì)、電池充電策略、電池交流自加熱策略的好幫手。

【析鋰定性判斷】監(jiān)控所有負(fù)極材料顆粒表面的析鋰過(guò)電位，全區(qū)域判定是否發(fā)生析鋰，并定位出最先析鋰位置。

【析鋰量計(jì)算】可計(jì)算得到全時(shí)間過(guò)程中的析鋰總量，并計(jì)算出所有固液界面處析鋰量的具體空間分布。

快充MAP：一鍵生成電池快充能力最大電流曲線

模塊可針對(duì)所設(shè)計(jì)的電芯，一鍵式生成多個(gè)環(huán)境溫度下的最大快充能力MAP，幫助用戶快速豐富電池產(chǎn)品手冊(cè)，并向后支持BMS充電策略研發(fā)。

典型案例

1. 超厚電極設(shè)計(jì)影響能量/功率

超厚電極設(shè)計(jì)顯著提高了熱力學(xué)能量密度，但功率性能變差

1) 超厚涂布（正極涂厚從63到100微米）將4680電池的熱力學(xué)能量密度提高約6%；

2) 超厚涂布電極2C下的放電時(shí)間（可用容量）相比常規(guī)涂布厚度電池縮短5%;

3) 超厚涂布電極的液相鋰離子濃度梯度顯著增大。

2. 合理粒徑的篩選與設(shè)計(jì)

材料粒徑選取影響電池性能，當(dāng)合理降低粒徑后，到達(dá)截止電壓前的容量得到提升

將某電池負(fù)極石墨顆粒的D50從22μm降低到12μm后，進(jìn)行1C放電對(duì)比，放電截止時(shí)刻的負(fù)極顆粒內(nèi)部鋰離子濃度殘留顯著降低，可用容量顯著提高。

3. 復(fù)合正極中的不同主材利用率

正極或負(fù)極活性材料由2種或以上組成時(shí)（多組分），在不同電壓區(qū)間內(nèi)使用，兩種材料各自利用率不同

三元與鐵鋰兩種正極材料以質(zhì)量比7:3混合，可觀察到復(fù)合材料電極的端電壓線型變化，以及放電過(guò)程中兩種材料各自的利用率情況。當(dāng)質(zhì)量混合比不同時(shí)，結(jié)果將隨之變化。

4. 雙層涂布、壓密不同

壓實(shí)密度不同的雙層涂布對(duì)電性能的影響

同種材料、雙層涂布，A、B層的壓實(shí)密度不同?？拷裟?a href="http://www.socialnewsupdate.com/v/tag/873/" target="_blank">高壓實(shí)（低孔隙率）設(shè)計(jì)下，正極靠近集流體側(cè)液相濃度顯著減小，濃差增大，進(jìn)而引起放電極化增加。

5.涂布缺陷如何影響電池性能

在涂布中存在的露箔、凹坑等將顯著影響周邊的電勢(shì)場(chǎng)與離子濃度場(chǎng)，可能成為析鋰的先發(fā)位置，并影響容量。

6. 裝備某款電池的某EV產(chǎn)品：續(xù)駛里程、能耗、能量回收節(jié)能率

內(nèi)置電池-車(chē)輛-道路模型，對(duì)裝備有某特定電池的EV車(chē)型，預(yù)測(cè)任意工況下的續(xù)駛里程、能耗、能量回收節(jié)能率 。

7. 析鋰判定與計(jì)算

某電池進(jìn)行1.5C的CC-CV充電，可判斷是否發(fā)生析鋰，優(yōu)先發(fā)生在哪個(gè)位置，并計(jì)算析鋰量。

8. 一鍵生成電池快充MAP圖

計(jì)算某4680圓柱電池(NCA/SiC)在不同環(huán)境溫度下的最大無(wú)析鋰瞬時(shí)充電電流，并通過(guò)最大電流兩側(cè)的多段CC實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其有效性。