1、电池材料及应用
锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液等构成。充电时,加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子,嵌入负极分子排列呈片层结构中。放电时,锂离子则从片层结构的碳中析出,重新和正极的化合物结合,锂离子的移动产生了电流。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路,此外还具有能使电解质离子通过的功能。
燃料电池是一种主要透过氧或其他氧化剂进行氧化还原反应,把燃料中的化学能转换成电能的电池。而最常见的燃料为氢,一些碳氢化合物例如天然气和醇如甲烷等有时亦会作燃料使用。该电池包含一个阳极,一个阴极以及电解质让电荷通过电池两极。电子由阳极传至阴极产生直流电,形成完整电路。
2、Materials Studio 能解决电池研究领域中哪些亟待解决的问题?
1) 设计筛选合适的电池正负极材料;锂的嵌入和脱嵌过程中的结构稳定性研究;锂离子嵌入电压
2) 隔膜材料的设计
3) 锂离子在负极材料上的吸附和相互作用、锂离子的扩散能垒
4) 锂离子的扩散路径
5) 阴阳极材料结构解析(结合X 射线衍射)
6) 外场对质子迁移效率的影响
7) 膜燃料电池质子交换膜的形貌和机械性能