В США создали инструмент для детального моделирования структуры твердотельных аккумуляторов

Группа американских учёных разработала инструмент детального моделирования твердотельных структур, который поможет в создании аккумуляторов с лучшими характеристиками. Твёрдые электролиты могут помочь преодолеть массу препятствий, с которыми сегодня сталкиваются батареи с жидкими электролитами. Но у твердотельных аккумуляторов есть свои недостатки. Новый инструмент моделирования конфигураций и состояний твёрдых структур покажет, как обойти все проблемы.

Микроструктура материалов и твёрдого электролита в частности оказывает сильное влияние на транспорт ионов. От этого зависит число рабочих циклов аккумуляторов и их токовые характеристики. В то же время на микроструктуру можно влиять, используя для её формирования те или иные способы обработки. Диапазон возможностей здесь бесконечен, чего не скажешь о времени или ресурсах на эксперименты. Ускорить процесс могут инструменты, поясняющие фундаментальность процессов и дающие качественный и количественный анализ структур, дефектов, распределения веществ, их концентрацию, связи и другие характеристики.

«Мы разработали новую мощную возможность вычислительного моделирования, которая может предложить фундаментальное научное понимание и практическое руководство по проектированию не только сообществу исследователей в области хранения энергии, но и сообществу специалистов по обработке материалов», — сказал Тэ Вук Хео (Tae Wook Heo), учёный LLNL и ведущий автор статьи.

Работа опубликована в журнале npj Computational Materials. В исследовании приняли участие учёные Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL) в сотрудничестве с Государственным университетом Сан-Франциско и Университетом штата Пенсильвания.