Construction of design optimization method of microscopic and macroscopic structures in all-solid-state lithium-ion batteries
全固态锂离子电池微观和宏观结构设计优化方法的构建
基本信息
- 批准号:22H01384
- 负责人:
- 金额:$ 11.07万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
- 财政年份:2022
- 资助国家:日本
- 起止时间:2022-04-01 至 2026-03-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
固体電解質を用いる全固体リチウムイオン電池は,高エネルギ密度,高出力密度,長寿命でかつ,発火性などの安全性の問題を解決できる二次電池として有望視されている.本研究では,バルク型全固体電池を対象に,トポロジー最適化に基づき,高性能な材料構成・形態・形状設計案を導出可能な方法論を構築する.すなわち,全固体電池の性能を決定づける活物質相と電解質相から構成されるコンポジットアノード・カソードのミクロ構造の最適な構成および形態・形状案を導出しながら,マクロ構造の最適化として,全固体電池の電解質相とコンポジットアノード・カソードの境界の形態・形状案を導出可能な方法論を構築する.本年度は,電荷や熱の輸送を記述する支配方程式と電気化学反応の支配方程式の連成関係を明確化し,その連成関係を記述できる数理モデルの構築の検討を行った.すなわち,電子およびリチウムイオンさらには熱の輸送を拡散方程式として記述し,その式と電気化学反応のモデルと連成した数理モデルを構築する検討を進めた.さらに,簡単な数値計算により,解析方法の妥当性を検証した.また,電池の充放電を模擬する計算が可能となり,電池中の各種パラメータが充放電特性や内部物理量分布に及ぼす影響を調べた.特に,活物質中のリチウム輸送の良し悪しによって電極中のリチウムの輸送経路や反応分布が大きく変化し,その結果充放電容量にも影響を及ぼすことが明らかになった.また,活物質中のリチウム輸送の異方性を考慮できる輸送モデルの開発を行い,異方性が性能に及ぼす影響を明らかにした.
The solution of the safety problem of all-solid-state battery used in solid-state electricity, such as high thermal density, high output density, long life cycle, fireproof safety problem, secondary battery battery is expected to be in high temperature. in this study, all-solid battery batteries are used to optimize the performance of the battery. The configuration of high-performance materials leads to the possibility that the method is effective. The performance of the all-solid-state battery determines the performance of the whole solid-state battery. The performance of the whole solid-state battery determines the performance of the whole solid-state battery. The whole solid-state battery system is in the middle of the whole solid-state battery. The whole solid-state battery is in the middle of nowhere. The whole solid-state battery is in the middle of nowhere. This year, the electric charge, the chemical reaction, the governing equation, the chemical equation, the equation. The equation of dispersion is recorded, and the chemical reaction equation of electrical equipment is recorded, and the chemical reaction model of electrical equipment is connected to the mathematical model. The mathematical model is used to calculate the temperature, the analytical method is suitable, and the calculation of the model may be difficult. The internal physical quantity distribution of all kinds of equipment in the battery is related to the internal physical quantity distribution and the environmental impact. In particular, live animals are in good condition. In the cathode, the distribution of load and discharge routes is very high, and the results show that the capacity distribution is very high and the temperature is very sensitive. In the living thing, we must send each other in order to make sure that we are responsible for the operation, performance and performance of the live animal.
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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西脇 眞二其他文献
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西岡 颯太郎,小内 貴祥,八島 光晴,椋田 秀和,小谷 柾史A,角藤 壮A,李 智鉉A,神戸 高志
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- 发表时间:
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- 发表时间:
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- DOI:
- 发表时间:
2013 - 期刊:
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- 作者:
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- 发表时间:
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- 作者:
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吉村 允孝
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