EDIS：用于电极材料中离子插层/脱嵌动态过程的仿真软件
材料科学
2025-08-15 v1
摘要
电极材料是锂离子电池性能的核心决定因素，对于决定电池的容量、循环稳定性和耐久性发挥关键作用。在充放电过程中，电极材料会发生复杂的离子插层和脱嵌过程，伴随缺陷的形成和结构的演化。然而，导致阳离子无序、晶格氧气损失以及阶段结构形成等过程的微观机制仍未完全理解。为此，我们开发了电极动态离子插层/脱嵌模拟器 (EDIS)，该软件平台旨在模拟电极材料中离子插层和脱嵌的动态过程。利用高精度机器学习势，EDIS能够高效地在各种充放电状态下建模结构演化和锂离子扩散行为，在相关化学空间内实现接近量子力学方法的精度。该软件支持对锂离子浓度和分布变化如何影响锂离子传输性质进行定量分析，能够评估结构缺陷的影响，并允许在连续循环期间跟踪结构演化和传输特征。EDIS具有广泛的可扩展性，可适用于钠离子电池及相关系统。通过对这些微观过程进行深入分析，EDIS为下一代锂离子电池高性能电极材料的机理研究和理性设计提供了强大的理论工具。
引用
@article{arxiv.2508.10384,
title = {EDIS: A Simulation Software for Dynamic Ion Intercalation/Deintercalation Processes in Electrode Materials},
author = {Liqi Wang and Ruijuan Xiao and Hong Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.10384},
year = {2025}
}