J-OCTA:利用分子动力学模拟浆涂装工艺案例简介:为了提高燃料电池和锂离子电池的性能,丰田汽车公司利用珠簧模型(Kremer-grest模型)进行了粗颗粒分子动力学模拟,以明确电极制造(浆体涂层)过程中的行为。 目标和方法 为了提高燃料电池和锂离子电池的性能,丰田汽车公司利用珠簧模型(Kremer-grest模型)进行了粗颗粒分子动力学模拟,以明确电极制造(浆体涂层)过程中的行为。他们用VSOP来计算的浆体干燥过程。使用Muffin(MUltiFarious FIeld simulator for Non-equilibrium system 非平衡系统的多变量场模拟器)对所得多孔结构的扩散率和传导性进行评估。 图1. 溶剂蒸发模拟模型(VSOP) 模拟结果 用VSOP模拟了蒸发过程,得到了溶剂蒸发后的多孔结构(图2)。从该结果中,提取颗粒、聚合物和空隙结构,并模拟其扩散率和导电率(图3)。它们分别对应于燃料电池和锂离子电池中电子、离子和气体的扩散和传导。模拟结果表明,通过控制聚合物的吸附性能和优化多孔结构,可以提高电池的性能。根据上述结果,该模拟方法适用于细观结构的设计。
图3. [结果]多孔结构的扩散率和传导率(MUFFIN) 不同聚合物体积分数的比较(左)不同聚合物吸附性能比较(右) 本研究利用RIKEN计算科学高级研究所提供的K计算机的计算资源,通过HPCI系统研究项目赞助(项目ID:HP150029)。
文章分类:
跨尺度分子动力学模拟软件:J-OCTA
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