隨著全球電子產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的不斷加快，新能源汽車產(chǎn)業(yè)、智能電網(wǎng)以及電站儲能的蓬勃發(fā)展，鋰離子電池作為這些現(xiàn)代高科技產(chǎn)業(yè)的核心，占有舉足輕重的地位。電池設(shè)計的優(yōu)劣則直接決定了鋰電企業(yè)在激烈的市場競爭中的命運。

　　一直以來，對于國內(nèi)的各大鋰電企業(yè)，電池的設(shè)計均來自于不斷重復(fù)的實驗，雖然最終電池性能得到了優(yōu)化，但其間耗費了巨大的人力、物力及時間，其中不乏高學(xué)歷的研究者。隨著電池體系的日漸復(fù)雜，企業(yè)在電池設(shè)計方面的投入的會不斷增多，但設(shè)計的電池性能卻不一定有成比例的提高。

　　這種低效率的設(shè)計方式，也是導(dǎo)致國內(nèi)電池設(shè)計技術(shù)總是落后于國外的重要原因之一。然而，更可惜的是許多企業(yè)還未意識到此問題，亦或許有些研發(fā)基礎(chǔ)好的一些企業(yè)有所意識，但不知如何統(tǒng)籌人力，尋找合適的方法去解決。

　　鋰離子電池數(shù)學(xué)模型由于是將電池所用各種材料的物理指標(biāo)、電極設(shè)計指標(biāo)等參數(shù)化，通過數(shù)學(xué)計算而得到電池的充放電，倍率，循環(huán)等性能。所以通過調(diào)節(jié)其中的某個或多個參數(shù)，就可以用來設(shè)計電池，預(yù)測電池性能以及對其優(yōu)化的目的。

　　例如，不同活性材料的顆粒尺度將會導(dǎo)致不同的材料利用率，進(jìn)而影響到電極的容量，這有助于電池設(shè)計者對活性材料的選取。此外，電極碾壓密度、電極孔隙率的也會影響電池的最終性能，利用模型可以計算出不同的碾壓密度或孔隙率對電池性能的影響，進(jìn)而優(yōu)化電極設(shè)計和制作工藝等。

　　近日，加拿大滑鐵盧大學(xué)(UniversityofWaterloo)化學(xué)工程系的毛治宇博士，陸續(xù)在美國電化學(xué)會，國際電化學(xué)學(xué)報等雜志上發(fā)表了他的研究成果，即關(guān)于數(shù)學(xué)模型是如何用于鋰離子電池領(lǐng)域，如何高效的指導(dǎo)鋰離子電極設(shè)計及優(yōu)化的。

　　此項研究可將鋰電研發(fā)人員從耗時的實驗中解放出來，并可以建立活性材料、電極設(shè)計和電池性能之間的聯(lián)系，有利于工程師定量的從材料、工藝和電極設(shè)計的角度來考慮電池的設(shè)計，優(yōu)化制作工藝以及失效模式分析，這開辟了鋰離子電池研發(fā)的新思路和方向。此外，它也可以用來分析電極反應(yīng)動力學(xué)，了解其內(nèi)部反應(yīng)機理，給電池研發(fā)工作者理論方面的指導(dǎo)。

　　高工鋰電將陸續(xù)刊登毛治宇博士的研究成果，作為數(shù)學(xué)模型在鋰離子電池設(shè)計方面應(yīng)用的具體實例，毛治宇博士也歡迎各鋰電相關(guān)技術(shù)研發(fā)工程師、學(xué)者等與其聯(lián)系交流(Email:zhiyumao@gmail.com)。

　　毛治宇博士畢業(yè)于加拿大滑鐵盧大學(xué)(UniversityofWaterloo)化學(xué)工程系，博士期間主要從事商業(yè)化鋰離子動力電池的電極模型和壽命衰退機理的研究，開發(fā)了對商業(yè)化鋰離子電池活性材料的模型鑒別技術(shù)，建立了電池壽命的評價體系。

　　他所發(fā)展的數(shù)學(xué)模型對鋰離子電池的電極設(shè)計與優(yōu)化起到了重要作用，期間他以第一作者在“JournalofTheElectrochemicalSociety”“ElectrochimicaActa”等鋰電領(lǐng)域權(quán)威期刊發(fā)表工程類文章5篇。

　　毛治宇博士具有七年鋰離子電池工程理論研究經(jīng)驗以及兩年商業(yè)化鋰離子電池研發(fā)經(jīng)驗，他曾對磷酸鐵鋰電極所涉及的反應(yīng)動力學(xué)進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，也曾負(fù)責(zé)”中央企業(yè)電動車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟共性技術(shù)項目JS-208”實驗設(shè)計及項目管理工作。2016年9月起，他繼續(xù)留學(xué)加拿大進(jìn)行博士后研究，并加入NewtechPowerInc.公司任科學(xué)研究員，主要負(fù)責(zé)新型鋰電材料和新型儲能系統(tǒng)的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化等項目。