德國開發新型軟件將加快新材料電池開發進程

電動汽車是未來汽車市場的重要組成部分，德國政府和汽車行業持有相同觀點。到2020年，德國將有100萬輛電動公交車上路。德國機動車組織ADAC在調查中發現，如果不考慮成本、舒適性和安全性，74%的受訪者表示愿意購買電動汽車，約三分之一的司機希望電動汽車的電池一次至少能跑500公里。

然而，關鍵問題是充電站的數量和電池壽命非常有限，這使得緊湊型電動汽車無法成為主流。目前，汽車中使用的大多數鋰電池重量太重、價格昂貴且耗電速度快。因此，新的電池材料需要提高性能、使用壽命和安全的儲能裝置，但開發這種新材料需要投入大量的資金和時間。

在德國Fraunhofer協會的電動汽車系統研究（FSEM）項目中，德國凱澤斯勞滕的Flawn Hofer技術經濟與數學研究所（ITWM）的研究人員目前正在開發一款鋰電池模擬軟件，該軟件將加快新材料電池的開發進程，提高電池的使用效率。該軟件名為“BEST”，是電池和電化學模擬工具的縮寫。

鋰電池由兩塊多孔電極板組成，這兩塊電極板由填充電解質的隔板隔開。當電池充電和放電時，鋰離子將在電極之間流動。Flawn Hof技術經濟與數學研究所的Jochen Zausch解釋說，電池的性能取決于組件中使用的材料，這些材料需要相互協調。這種軟件模擬工具可以根據設計者的想法將不同的材料組合在一起，直到實現理想的組合，而無需像過去那樣重復測試。

該研究所的研究人員在宏觀和微觀層面模擬了整個電池的結構、鋰離子的流動和反應過程。Jochen Zausch提到，他們可以顯示電極板的微觀結構，每10微米的孔都可以清楚地看到，這在目前其他技術中是不可用的，電極板的位置和形狀也可以改變。通過求解電極板的三維結構，可以計算出鋰離子濃度和電流密度等一些電池參數，目前該研究所正在計算這些參數。電流分布是電池發熱的重要指標，因此該軟件還可以準確地找出可能導致電池過熱和燃燒的熱點。此外，該軟件可以有效評估電池的老化效果，因為電池溫度的變化會影響其使用壽命。科學家們還計劃升級軟件程序，并在其中添加衰老模型，以便順利開展研究。

Jochen Zausch還提到，該軟件最終將幫助汽車制造商和儲能設備制造商制造更強大、更安全、使用更廣泛的電池，從而提高汽車的加速性能。

（編輯/李燕郊）電動汽車是未來汽車市場的重要組成部分，德國政府和汽車行業持有相同觀點。到2020年，德國將有100萬輛電動公交車上路。德國機動車組織ADAC在調查中發現，如果不考慮成本、舒適性和安全性，74%的受訪者表示愿意購買電動汽車，約三分之一的司機希望電動汽車的電池一次至少能跑500公里。

然而，關鍵問題是充電站的數量和電池壽命非常有限，這使得緊湊型電動汽車無法成為主流。目前，汽車中使用的大多數鋰電池重量太重、價格昂貴且耗電速度快。因此，新的電池材料需要提高性能、使用壽命和安全的儲能裝置，但開發這種新材料需要投入大量的資金和時間。

在德國Fraunhofer協會的電動汽車系統研究（FSEM）項目中，德國凱澤斯勞滕的Flawn Hofer技術經濟與數學研究所（ITWM）的研究人員目前正在開發一款鋰電池模擬軟件，該軟件將加快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”，w……

ch是電池和電化學模擬工具的縮寫。

鋰電池由兩塊多孔電極板組成，這兩塊電極板由填充電解質的隔板隔開。當電池充電和放電時，鋰離子將在電極之間流動。Flawn Hof技術經濟與數學研究所的Jochen Zausch解釋說，電池的性能取決于組件中使用的材料，這些材料需要相互協調。這種軟件模擬工具可以根據設計者的想法將不同的材料組合在一起，直到實現理想的組合，而無需像過去那樣重復測試。

該研究所的研究人員在宏觀和微觀層面模擬了整個電池的結構、鋰離子的流動和反應過程。Jochen Zausch提到，他們可以顯示電極板的微觀結構，每10微米的孔都可以清楚地看到，這在目前其他技術中是不可用的，電極板的位置和形狀也可以改變。通過求解電極板的三維結構，可以計算出鋰離子濃度和電流密度等一些電池參數，目前該研究所正在計算這些參數。電流分布是電池發熱的重要指標，因此該軟件還可以準確地找出可能導致電池過熱和燃燒的熱點。此外，該軟件可以有效評估電池的老化效果，因為電池溫度的變化會影響其使用壽命。科學家們還計劃升級軟件程序，并在其中添加衰老模型，以便順利開展研究。

Jochen Zausch還提到，該軟件最終將幫助汽車制造商和儲能設備制造商制造更強大、更安全、使用更廣泛的電池，從而提高汽車的加速性能。

（編輯/李燕郊）

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