第1章 电化学储能中的科学与技术问题
1.1 电化学储能概述
1.2 电化学储能中的科学问题
1.2.1 热力学问题
1.2.2 动力学问题
1.2.3 稳定性评价
1.3 电化学储能中的技术问题
1.3.1 多物理场耦合问题
1.3.2 器件老化和失效问题
1.3.3 器件设计问题
参考文献
第2章 面向电化学储能应用的基础理论简介
2.1 电化学基本原理
2.1.1 电化学基本概念
2.1.2 电化学热力学
2.1.3 电化学动力学
2.2 配位场理论
2.3 缺陷化学基础
2.4 输运物理
2.5 扩散系数
2.6 晶格动力学
2.7 渗流理论
2.8 有效介质理论
2.9 界面双电层
2.9.1 固液双电层
2.9.2 固固双电层
2.10 相变平均场理论
2.11 多物理场耦合理论
参考文献
第3章 电化学储能中的第一性原理计算
3.1 第一性原理计算方法
3.1.1 薛定谔方程
3.1.2 哈特里-福克自洽场方法
3.1.3 分子轨道能级计算方法
3.1.4 密度泛函理论
3.1.5 交换关联泛函的修正算法
3.2 热力学函数计算指导材料理性设计与结构锚定
3.2.1 电能存储—从热能、势能、机械能到化学能
3.2.2 第一性原理相图计算探究相变微观起源
3.2.3 界面上的物理与化学
3.2.4 微观结构扰动效应
3.3 准粒子结构映射材料内禀特性
3.3.1 电子结构刻画材料物性
3.3.2 缺陷化学理论指导设计储能材料
3.4 离子输运图像
3.4.1 离子输运机制
3.4.2 输运通道识别
3.5 展望
参考文献
第4章 电化学储能中的分子动力学模拟
4.1 分子动力学模拟概述
4.2 分子动力学模拟的基本原理
4.3 分子动力学模拟的基本设置
4.3.1 分子动力学模拟运行流程以及输入、输出信息
4.3.2 初始构型、速度及边界条件
4.3.3 时间步长
4.3.4 系综、温度与压强
4.3.5 势函数以及力的计算方法
4.4 分子动力学模拟的分类
4.4.1 粗粒度分子动力学模拟
4.4.2 极化分子动力学模拟
4.4.3 反应分子动力学模拟
4.4.4 第一性原理分子动力学模拟
4.4.5 基于机器学习势函数的分子动力学模拟
4.5 分子动力学模拟在电化学储能中的应用
4.5.1 晶态-非晶态转变
4.5.2 液态电解质中微结构表征
4.5.3 电极/电解质界面反应
4.5.4 离子输运性质
4.5.5 枝晶生长影响因素
4.6 分子动力学模拟软件
4.7 展望
参考文献
第5章 电化学储能中的蒙特卡罗和渗流模拟
5.1 蒙特卡罗模拟
5.1.1 蒙特卡罗模拟概述
5.1.2 蒙特卡罗模拟基本步骤
5.1.3 蒙特卡罗模拟在电化学储能研究中的应用
5.2 渗流模拟
5.2.1 渗流理论概述
5.2.2 渗流模拟的基本步骤
5.2.3 渗流模拟在电化学储能研究中的应用
5.3 蒙特卡罗模拟与其他方法的融合
5.3.1 与渗流模拟融合
5.3.2 与团簇展开方法融合
5.3.3 与键价和计算融合
5.3.4 与分子动力学模拟融合
5.4 展望
参考文献
第6章 电化学储能中的有效介质理论和空间电荷层模拟
6.1 有效介质理论模拟
6.1.1 有效介质理论概述
6.1.2 有效介质理论方程
6.1.3 基于有效介质理论的离子电导率计算
6.2 空间电荷层模拟
6.2.1 空间电荷层模拟概述
6.2.2 空间电荷层模拟的基本步骤
6.2.3 空间电荷层模拟在电化学储能研究中的应用
6.3 展望
参考文献
第7章 电化学储能中的相场模拟
7.1 相场模拟概述
7.2 相场模拟中的特征物理量
7.3 电化学相场模拟
7.3.1 经典相场模型简介
7.3.2 电化学相场模拟步骤
7.3.3 电化学相场模拟演化方程
7.4 相场模拟在电化学储能中的应用
7.4.1 离子电导率与相分离
7.4.2 电极材料的力学行为与应力演化
7.4.3 枝晶生长
7.5 展望
参考文献
第8章 电化学储能中的多尺度多物理场建模与仿真
8.1 多尺度多物理场建模与仿真概述
8.2 颗粒尺度建模与仿真
8.2.1 基本模型
8.2.2 活性材料中的电化学-力学耦合及颗粒机械损伤的控制
8.2.3 活性颗粒表面黏结体系及固态电解质膜的综合调控
8.3 电极尺度建模与仿真
8.3.1 电极的干燥成型
8.3.2 电极的扩散诱导应力
8.3.3 电极的分层和屈曲失效
8.4 多尺度多物理场建模与仿真
8.4.1 理论模型
8.4.2 热场模拟
8.4.3 荷电状态估计
8.4.4 电池容量特性计算
8.4.5 电池阻抗监测技术
8.5 基于均匀化方法的快速建模与仿真
8.6 展望
参考文献
第9章 电化学储能中的老化研究
9.1 老化概述
9.2 老化机理简介
9.2.1 储存老化
9.2.2 循环老化
9.3 老化模型简介
9.3.1 机理模型
9.3.2
展开
