清华大学 李哲：通往智能自动研发—电池研发技术与工业软件免费下载

通往智能自动研发——电池研发技术与工业软件清华大学李哲2025.5.16 CIBF 深圳清幕大学Tsinghua University水电池材料参数测定与数据库锂钠离子电池固 态 电 池氢燃料电池其他新器件物化现象偏微分控制方程结构生成或重构计算几何计算技术 (3 类 )数值 / 寻优 /Al清华大学电池设计与制造课题组 BDM锂 / 钠离子电池 固态电池 燃料电池平台型技术要素U s12342· 锂离子电池产品研发概述· 电池研发技术演进· 电池研发工业软件 Electroder® 及其产业应用U s提纲3设计变量内容尺度参数材料配方nm- μm主材类型、助剂类型、材料配比…微观结构μm-mm材料粒径分布、电极涂厚、孔隙率、界面处理…形状尺寸cm -m形状 ( 圆柱 / 方形 / 刀片 ..) 、尺寸比例、极耳位置… .性能需求指标目标指标目标电压区间2.6V-4.2V最大充电电流 ( 持续 )1.5 C额定容量>45 Ah最大充电电流 ( 瞬间 )3C(20s,50%SOC)体积能量密度>550 Wh/L最大放电电流 ( 持续 )2C质量能量密度>230 Wh/kg最大放电电流 ( 瞬间 )6C(10s,50%SOC)最大温升15℃最大温差3℃什么是电池产品设计· 给定性能需求，确定一揽子设计变量U s41. 材料形态优选与新材料应用材料单多晶、非球颗粒 ( 石墨 ) 取向、新型导电剂、 LFP/NMC 掺混2. 超高性能电池设计超厚电极与高能量密度电池、高功率电池、 5C 快充电池3. 电极结构创新超厚电极、梯度化孔隙率电极、多层电极技术电极微观结构控制技术 ( 取向控制、增材制造、再加工工艺 )4. 单体构型创新刀片电池与电流密度分布、圆柱大型化与导流结构新设计5. 新型设计方法 ( 正则方法 )最佳涂布厚度、过电压损失分解方法常见的电池设计问题清幕大学Tsinghua University5Geometry I Gieometry Ⅱ Geometry 1 Geometry llLI+ LICase C Case DThe ellipsoid axis perpendicular to the curent collectorcaxis a axis· 单 / 多晶材料· 非球颗粒 ( 石墨 )取向· 新型导电 / 粘结剂· LFP/NMC 掺混100kPaticle#168.3%6020m40 Porous electrode Paticoa220 -—- Particle#1-—- Particle#3Particle#2 --Porous electrode010° 10¹ 10² 10³C-rate材料形态优选与新材料应用天然石墨多为非球颗粒 石墨具有显著的各向异性 石墨取向显著影响电池性能清幕大学Tsinghua University团聚体 ( 二次颗粒 )PTFE 新型粘结剂单晶 NCM 材料retentio...