2022-12-30

固态电池设计与能量密度评估工具包

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固态电池设计与能量密度评估工具包

算作新那代包括源动能和高输出功率相对容重单位特证的nvme固态硬盘安装微型蓄锂电板，在可专研微型蓄锂电板研究方向包括极好的软件应用领域发展方向。而设定新起微型蓄锂电板为什么要满足需要现场软件应用领域，达到了与传统性锂铁离子微型蓄锂电板等于的性，动能相对容重单位某一性完成指标至关核心。只不过，🥂主要的技术应用照样不可详细地估评微型蓄锂电板规划、微型蓄锂电板引擎与nvme固态硬盘安装微型蓄锂电板动能相对容重单位两者之间的自身问题。因为此，意大利橡树岭国内实验性报告室Ilias Belharouak等等详细介绍一堆种🗹该用于nvme固态电板性能方面切实数据分析的交互式式实验性报告道具包（SolidPAC）。该手段包可据消费者对应的运用需求，规划出对应的固体充电电瓶，好处探究职工对探针片素材能和类物质、探针片尺寸和电机负载、成本费等条件实现适宜整合，并再生利用逆向建筑项目建筑项目构架，将充电电瓶能量消耗容重内容输出与素材和充电电瓶规划输人有效的地连接起来了。

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【详细说明游戏内容】

1. SolidPAC的具体的演示讲解

SolidPAC的总的制定目标是保证 “按需电板”定制平台包，该平台包将为相应APP的电板组、控制接口和电板出具定制导则。图1A汇总了了SolidPAC代替保证效能预测分析的的新数据区间，依据我们供给涵盖阴离子、阳极和nvme固态电解抛光质（SE）化工组成成分、类物质和额定负载、电极建筑文件板厚为和制定、智能汽车行业（EV）系列产品、电板定制和辅助软件电板控件等主要参数指标。SolidPAC可依据我们手机导入的电板组区间/卡路里/输出功率和电板组/控制接口/电板组增加，推算电板的操作量（图1B），并将电板操作量与我们出具的阳极和阴离子制定的新数据各种统计资料冷库中的建筑文件的新数据相融入，最终得以推算电板需要的的建筑文件。接着随后，操作手机导入电板定制主要参数指标，对控件的尺寸和电板卡路里硬度对其进行统计（图1C）。

Figure 1. SolidPAC design principles.

为了探索该工具包的功能，图2A显示了电池隔膜厚度对电池重量和体积能量密度的影响。当隔膜厚度为25 mm时，电池产生的能量密度为400 Wh kg^-1和1550 Wh L^-1，这与电动汽车应用设计的SSB的拟定能量密度接近。大多数报告显示，当隔膜厚度在100 mm范围时，电池能量密度一般在150-250 Wh kg^-1和550-950 Wh L^-1范围内，与传统锂镍钴铝氧化物（NCA）石墨电池的能量密度比较相近（250 Wh kg^-1和570 Wh L^-1），而NCA/Gr Si电池的能量密度约400 Wh kg^-1和700 Wh L^-1。因此，要获得电池级能量密度，将隔膜厚度保持在100 mm以下是至关重要。

Figure 2. SolidPAC results.

2. SSB容量电池的双极和常规性累积边际效应

与傳統电芯板比较，SSB的其他个首要的特点是可确定双极堆叠电容串联（图2C、2D和3）。锂电板的双极堆叠电容串联是可以提供锂电板额定负载电流值，变少锂电板中的非主题活动器件（装封、电力设备接连等），因此提供锂电板动能密度计算公式。在包块内，2个锂电板摸块确认外界对插头接线处电容串联或电容串联。基于包块内的锂电板接连，锂电板型式通畅可分单极或双极锂电板。单极型式由正极和常规的锂化合物锂电板分解成，中间一种锂电板的负极片与下一种锂电板的正极片连接（图3B）。这样制作，需求对每个锂电板确定密封性和包装袋，然而确定对插头接线处，严防止跳闸和电解法液用户名。

与一般堆叠相对来说，双极堆叠适用以于SSB，基于SE可少电解法液漏泄和动力充电干电池箱箱跳闸的风险点。所以说，阴离子和阳极可不可以涂覆在一模一样个动力充电干电池箱箱的左右侧，不需要对分开某个动力充电干电池箱箱实现分开包装箱和密封胶。基于少了外接步线和集物品接线方法片，少了动力充电干电池箱箱的欧姆电阻器，少了二极管封装的材料的利用，因而改善了双极堆叠SSB的额定功率和动能硬度。对图2C和2D提示的一题材化学式作用，研究探讨相关人员鉴定了堆叠结构特征对动力充电干电池箱箱级动能硬度的应响。

Figure 3. Conventional and bipolar stacking. ♉;

3. SolidPAC准确度度剖析

如下图所示4如下图所示，研究分析员工适用数学公式

，对SolidPAC的灵敏度进行了分析，以便能够调整电池相关参数，获得能量密度的最大化，其中S_i为灵敏因子，ED_final和ED_initial为扰动组和基态组的能量密度。对于质量能量密度，活性物质的含量是最敏感的因素，阴极的面积容量和𒈔电解质厚度是重要的调整因素。相比之下，对于体积能量密度，阴极的面积容量是最敏感的因素，电解质厚度、活性物质分数、阴极电解质分数和N/P比也显示出高灵敏度。如图4B所示，研究人员对一系列不同的材料组合进行了灵敏度分析，总体趋势预期的结果一致。

Figure 4. SolidPAC sensitivity analysis.

4. 实验所的数据定性分析

如图5所示，SolidPAC可用于相关实验参数的计算与预测，如阴极厚度、过量阳极含量、重量和体积能量密度（图5）。图5A和5B所示，重量和体积能量密度随阴极面积容量的增加而增加，但与阴极化学无关。由于较大的SE厚度和低面积容量，大多数SSB的性能远远低于最新报道的锂离子电池性能。然而，应注意的是，与体积能量密度相比，重量能量密度显示出更大的度量偏差。这是因为不同形状的SSB（扣式电池、压力电池、Swagelok电池），具有不一样的电池体积，这样会导致更大的质量能量密度偏差。此外，图5C所示，活性材料的比重和面积容量之间的相关性也显示出不均匀分布，表明在给定的复合阴极配方中，阴极面积负载（mg cm^-2）和厚度（mm）的数值范围通常都比🦩较大。图5D所示，可以清楚地观察到，在较低的过量阳极和较高的阴极厚度，可以获得较高的能量密度。

Figure 5. Analysis of experimental datasets with SolidPAC.

5. SolidPAC小软件的对外公布和的更新

SolidPAC就是款运用于SSB电池组构思的交互式式检测工具图片软件包，发生变化对SSB技術的一直掌握，科学研究方案人群会对SolidPAC使用一直地换代和改进个人建议。同一，科学研究方案人群越来越欢迎语之所急同行竞争、SSB该行业和青年文摘，用有所不同的原则与孩子使用洽谈，为SolidPAC的更加完善与的不断版本更新，出具真惜的反馈意见图片信息和个人建议。现下，橡树岭国度检测室（ORNL）正对SolidPAC使用及时地联合开发，再创新高每四年的不断版本更新做次。相关该图片软件的的不断版本更新将用ORNL网站首页和橡树岭国度检测室的社交交友新闻媒介（LinkedIn、Twitter）境内外共享资源。

Marm Dixit*, Anand Parejiya, Rachid Essehli, Nitin Muralidharan, Shomaz UlHaq, Ruhul Amin, Ilias Belharouak*, SolidPAC is an interactive battery-on-demand energy density estimator for solid-state batteries, 2022, //doi.org/10.1016/j.xcrp.2022.100756

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