德國開發(fā)出一種鋰電池模擬軟件

　　電動車實現(xiàn)突破尚待時日，但電池卻可早日實現(xiàn)突破。目前，鋰電池仍然過于昂貴，而且應用范圍有限。一種模擬軟件的產(chǎn)生將會加速新材料電池的開發(fā)進程。

　　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(yè)對此持有相同看法。到2020年，德國將實現(xiàn)百萬輛電動客車上路。德國機動車組織全德汽車俱樂部（ADAC）在調查中發(fā)現(xiàn)，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(shù)量和電池壽命都很有限，導致緊湊型電動車無法成為主流。現(xiàn)在，大多數(shù)汽車使用的鋰電池都過于沉重、昂貴，而且耗電也快。因此，新電池材料需具有更好的性能、使用壽命更長以及具備安全的儲能裝置，但是，開發(fā)這類新材料需要投入大量的資金和時間。

　　在德國弗勞恩霍夫電動汽車系統(tǒng)研究（FSEM）項目中來自德國凱澤斯勞滕的弗勞恩霍夫工業(yè)數(shù)學研究所的研究人員目前正在開發(fā)一種鋰電池模擬軟件，該軟件將會加速新材料電池的開發(fā)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（BatteryandElectrochemistrySimulationTool）的簡稱。

　　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。德國凱澤斯勞滕的弗勞恩霍夫工業(yè)數(shù)學研究所的科學家JochenZausch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(xié)調。使用我們的軟件模擬工具可以按照自己的想法將不同的材料進行組合，直到實現(xiàn)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。JochenZausch說："我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，這是目前的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(shù)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(shù)。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。

　　JochenZausch最后總結說："最終，該軟件將會幫助汽車制造商和蓄能設備生產(chǎn)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"。該軟件將在今年4月4日至4月8日亮相漢諾威工業(yè)博覽會。