锂离子电池正极材料理论电容量的计算
常常看见文献上说该材料的理论电容量是多少mA h/g
下面给出理论计算方法：
1mol正极材料Li离子完全脱嵌时转移的电量为96500C（96500C/mol是法拉第常数）
由单位知mAh/g指每克电极材料理论上放出的电量：1mA·h＝1×（10^-3）安培×3600秒＝3.6C 以磷酸锂铁电池LiFePO4为例：
LiFePO4的分子量是157.756g/mol, 所以他的理论电容量是
96500/157.756/3.6=170 mA h/g
关于法拉第常数
法拉第常数（F）是近代科学研究中重要的物理常数，代表每摩尔电子所携带的电荷，单位C/mol，它是阿伏伽德罗数NA=6.02214×1023mol-1与元电荷e=1.602176×10-19 C的积。尤其在确定一个物质带有多少离子或者电子时这个常数非常重要。法拉第常数以麦可·法拉第命名，法拉第的研究工作对这个常数的确定有决定性的意义。
一般认为此值是96485.3383±0.0083C/mol，此值是由美国国家标准局所依据的电解实验得到的，也被认为最具有权威性。
最早法拉第常数是在推导阿伏伽德罗数时通过测量电镀时的电流强度和电镀沉积下来的银的量计算出来的。
在物理学和化学，尤其在电化学中法拉第常数是一个重要的常数。它是一个基本常数，其值只随其单位变化。在电解、电镀、燃料电池和电池等涉及到物质与它们的电荷的工艺中法拉第常数都是一个非常重要的常数。因此它也是一个非常重要的技术常数。
在计算每摩尔物质的能量变化时也需要法拉第常数，一个例子是计算一摩尔电子在电压变化时获得或者释放出的能量。在实际应用中法拉第常数用来计算一般的反应系数，比如将电压演算为自由能。
如何计算电池材料的理论容量值
C=26.8nm/M,n是电子数，m是活性物质质量，M是活性物质的分子量
电池的化成，有的采用常温化成，有的采用高温化成，这两种化成的优缺点：主要区别应该是SEI膜的厚度和致密程度吧，高温化成形成的SEI较厚但不致密，消耗的锂比较多，常温或低温形成的较薄切致密。
电池配方：
负极配方：CMS：CMC：SBR：Super-P＝94.5：2.25：2.25：1
电解液：1M-LiPF6 EC/DMC/EMC
负极设计比容量：300mAh/g
正极设计比容量：140mAh/g
充放电制度：1）恒流充电（1C，4.2V）
2）恒压充电（4.2V，20mA）
3）静置（10min）
4）恒流放电（1C，3.0V）
5）静置（10min）
6）循环（350周）
聚合物在溶剂中的溶解要遵循三原则（极性相似原则，溶剂化原则，内聚能密度相近原则），此三原则结合聚合物和溶剂的“溶度参数”值，是选择聚合物良溶剂的依据。PVDF/NMP原本是很好的聚合物/溶剂搭配，但NMP是高极性溶剂，与水的亲和力很好，所以极易吸潮，随着NMP中水份含量的增加，形成的NMP/水混合溶剂的“溶度参数”、极性、溶剂化能力等都发生漂移，而PVDF的相应值并无变化，PVDF/NMP粘合剂溶液体系随含水量的增加，渐渐变得不稳定，含水量达一定值时，PVDF可以从溶液中析出，在这一过程中溶液的性质，包括粘度、粘结性能等都会产生变化。向PVDF/NMP溶液中滴加水，局部形成不良溶剂环境，必会有PVDF析出。
不同的配料工艺以和相应的配方相结合，提供了一个普通配方：
LiCoO2:92% 导电石墨：2.5% 导电剂：
2.5% PVDF:
3.0%
正极活性材料80%，乙炔黑10%，PVDF10%。
企业配方：
钴酸锂94% 导电剂1% 导电剂2 % PVDF 3%
负极表面的SEI膜大致可以认为是电解液的有机溶剂被还原分解所得到的不溶性产物附着在电极表面的结果，不同的负极材料会有一定的差别，但大致认为是有：碳酸锂，烷基酯锂，氢氧化锂等组成，当然也有盐的分解产物，另外还有一些聚合物等。一般认为对于金属锂，负极在首次嵌锂时形成SEI膜，形成电压为1.5V开始（相对于金属锂），在0.8V附近大量形成，到0.2V左右基本完成。另外研究表明，首次嵌锂时为SEI膜形成的主要步骤，后序5周内都有SEI膜的形成过程，但量很少。此外SEI膜并非一成不变，在充放电过程中会有少许的变化，主要是部分有机物会发生可逆的变化。此外不同的电流密度，不同的电极表面所形成的SEI膜的组成少有差别。
正极表面的SEI膜少，以前关注很少，目前好像关注度在上升。有一种观点认为是电解液的氧化产物沉积的结果，另一种观点是由于负极表面的SEI膜部分溶解后在正极表面沉积的结果。相对来说，电解液在正极表面氧化沉积的证据不多，当然也不排除是由于量少而目前的仪器精度无法达到的情况
为什么负极要用铜箔而正极要用铝箔
计算材料学 计算材料学是近20年里发展起来的一门边缘学科. 它运用固体物理理论, 理论化学和计算机算法来研究材料里的一些实验研究有困难的课题. 它是材料研究里的"计算机实验". 本课程主要介绍计算材料学里的原子和纳米尺度模拟的一些常用方法, 如原子相互作用势、最小能量法、分子动力学、蒙特卡洛方法, 也简单介绍了电子－原子尺度的模拟方法、微观－介观尺度的模拟方法、介观－宏观尺度的模拟方法和跨尺度模拟方法. 本课程还采用材料研究中的实际例子来说明这些方法的运用. 课程性质： 学时：32 对象：研究生 教学用语：中文/英语 先修课要求：高等数学, 大学物理, 量子与统计，固体物理 教学内容 1．绪论(2学时) 1.1 计算材料学的发展概况 1.2 计算材料学的范围与层次 2．原子相互作用势(4学时) 2.1 原子相互作用势的一般形式 2.2经验性对势 2.3 多体势 2.4 壳模型 2.5 键级势 3．最小能量法(6学时) 3.1 完整晶体结构模拟
3.2 缺陷模拟 3.3 自由能最小能量法 3.4 表面结构模拟 4．分子动力学方法(6学时) 4.1 原子系统的运动方程 4.2 运动方程的积分 4.3 边界条件 4.4 分子动力学方法在材料科学中的应用 5．蒙特卡洛方法(6学时) 5.1 随机数 5.2 蒙特卡洛积分 5.3 Metropolis蒙特卡洛方法 5.4蒙特卡洛方法的误差 5.5 蒙特卡洛方法在材料科学中的应用 6．电子－原子尺度的模拟方法简介(3学时) 6.1 Hartree-Fock 方法 6.2 分子轨道理论 6.3 从头计算法 6.4 紧束缚势方法 6.5 局域电子密度泛函理论 7．微观－介观尺度的模拟方法简介(3学时) 7.1 离散位错静力学和动力学 7.2 Ginzburg-Landau相场动力学模型
各种材料计算公式 地砖 规格：1000*1000、800*800、600*600、500*500、400*400、300*300、200*200、100*100 粗略计算法：用砖数量=房间面积/一块地砖的面积*1.1 精确计算法：用砖数量=（房间面积/砖长）*（房间宽度/砖宽）*1.1 例:房间长5米，宽3米，砖规格400X400 用砖数量 =（15米/0.4米）*（3米/0.4米）*1.1=104块 实木地板 常用规格：900*90、750*90、600*90 粗略计算法：使用地板块数=房间面积/一块地板的面积*1.08 精确计算法：使用地板块数=（房间长度/地板长度）*（房间宽度/地板宽度）*1.08 例：长5米，宽3米，地板规格750*90 用板数量=（5米/0.75米）*（3米/0.09米）*1.08=239块 注：实木地板在铺装中通常有8%的损耗 复合地板 常见规格：1.2米*0.19米 粗略计算法：地板块数=房间面积/一块地板面积*1.05 精确计算法：地板块数=（房间长度/地板长度）*（房间宽度/地板宽度）*1.05 例：长5米，宽3米 用板数量=（5米/1.2米）*（3米/0.19米）*1.05米约=70块 注：通常有3%--5%的损耗按面积算千万不要忽视！ 涂料 规格：5升、15升 家装常用5升，5升涂料刷面积为35平方米（涂2面） 计算方法：墙面面积=(长+宽)*2*层高
顶面面积=长*宽、地面面积=长*宽 总使用桶数=（墙面面积+顶面积+地面面积）/35平方米 例：长5米，宽3米 墙面积=（5米+3米）*2*2.85平方米=45.6平方米 顶面面积=5米*3米=15平方米 地面面积=5米*3米=15平方米 涂料量=（45.6+15+15）平方米/35平方米=75.6平方米/35平方米=2桶 注：以上只是理论上涂刷量，因在施工中要加入适量清水，所以以上用量只是最低涂刷量 墙纸 规格：每卷长10米，宽0.53米 计算方法：墙纸总面积=地面面积*3 （地面积=长*宽） 墙纸的卷数=墙纸总面积/（0.53米*10米） 常见墙纸规格为每卷长10m，宽0.53m。 粗略计算方法：墙纸的总面积=地面面积×3，墙纸的卷数=墙纸的总面积÷（0.53×10）精确的计算方法：使用的分量数=墙纸总长度÷房间实际高度， 使用单位的总量数=房间的周长÷墙纸的宽度， 使用墙纸的卷数=使用单位的总量数÷使用单位的分量数 因为墙纸规格固定，因此在计算它的用量时，要注意墙纸的实际使用长度，通常要以房间的实际高度减去踢脚板以及顶线的高度。 另外房间的门、窗面积也要在使用的分量中减去。这种计算方法适用于素色或细碎花的墙纸。墙纸的拼贴要考虑对花，图案越大，损耗越大，因此要比实际用量多买10%左右。 隔墙、吊顶 常用的隔墙吊顶有哪些？ 隔墙：玻璃（多与铝合金型材塑钢型材组成固定隔断、推拉隔断）石膏板、轻质砖、玻璃砖（价格高）木材、各种板材。常用柜子、鱼缸、屏风
钢材理论重量计算办法 钢材理论重量计算的计量单位为公斤（ kg ）。 其基本公式为： W （重量， kg ） = F （断面积 mm2 ）× L （长度， m ）×ρ（密度， g/cm3 ）× 1/1000 钢的密度为： 7.85g/cm3 ，各种钢材理论重量计算公式如下： 名称（单位）计算公式符号意义计算举例 圆钢盘条 （kg/m） W= 0.006165 ×d 2 d = 直径mm 直径100 mm 的圆钢，求每m 重量。每m 重量= 0.006165 ×1002=61.65kg 螺纹钢（kg/m） W= 0.00617 ×d 2 d= 断面直径mm 断面直径为12 mm 的螺纹钢，求每m 重量。每m 重量=0.00617 ×12 2=0.89kg 方钢 （kg/m） W= 0.00785 ×a 2 a= 边宽mm 边宽20 mm 的方钢，求每m 重量。每m 重量= 0.00785 ×202=3.14kg 扁钢 （kg/m） W= 0.00785 ×b ×d b= 边宽mm d= 厚mm 边宽40 mm ，厚5mm 的扁钢，求每m 重量。每m 重量= 0.00785 ×40 ×5= 1.57kg 六角钢 （kg/m） W= 0.006798 ×s 2 s= 对边距离mm 对边距离50 mm 的六角钢，求每m 重量。每m 重量= 0.006798 ×502=17kg 八角钢 （kg/m） W= 0.0065 ×s 2 s= 对边距离mm 对边距离80 mm 的八角钢，求每m 重量。每m 重量= 0.0065 ×802=41.62kg 等边角钢 （kg/m） W= 0.00785 ×[d （2b – d ）+0.215 （R2 – 2r 2 ）] b= 边宽 d= 边厚 R= 内弧半径 r= 端弧半径求20 mm ×4mm 等边角钢的每m 重量。从冶金产品目录中查出4mm ×20 mm 等边角钢的R 为3.5 ，r 为1.2 ，则每m 重量= 0.00785 ×[4 ×（2 ×20 – 4 ）+0.215 ×（3.52 – 2 ×1.2 2 ）]=1.15kg 不等边角钢 （kg/m） W= 0.00785 ×[d （B+b – d ）+0.215 （R2 – 2 r 2 ）] B= 长边宽 b= 短边宽 d= 边厚 R= 内弧半径 r= 端弧半径求30 mm ×20mm ×4mm 不等边角钢的每m 重量。从冶金产品目录中查出30 ×20 ×4 不等边角钢的R 为3.5 ，r 为1.2 ，则每m 重量= 0.00785 ×[4 ×（30+20 –4 ）+0.215 ×（3.52 – 2 ×1.2 2 ）]=1.46kg 槽钢 （kg/m） W=0.00785 ×[hd+2t （b – d ）+0.349 （R2 – r 2 ）] h= 高 b= 腿长 d= 腰厚 t= 平均腿厚
角钢,扁钢,钢管,板材,管材,弯头理论重量计算公式 一，，弯头重量计算公式 圆环体积=2X3.14X3.14(r^2)R r--圆环圆半径 R--圆环回转半径 中空管圆环体积=2X3.14X3.14((r^2)-(r''^2))R r''--圆环内圆半径 90，60，45度的弯头（肘管）体积分别是对应中空管圆环体积的1/4、1/6、1/8。 钢的密度工程上计算重量时按7.85公斤/立方分米，密度*体积=重量（质量）。 1、180°弯头按表2倍计算，45°按1/2计算； 2、R1.0DN弯头重量按表2/3计算； 3、表中未列出壁厚的重量，可取与之相近的两个重量计算平均值； 4、90°弯头计算公式； 0.0387*S(D-S)R/1000 式中 S=壁厚mm D=外径mm R= 弯曲半径mm 二，以下是焊接弯头的计算公式 １.外径-壁厚X壁厚X0.0387X弯曲半径÷1000, ＝９０°弯头的理论重量 举例：４２６*１０９０°Ｒ＝１.５Ｄ的 （４２６-１０）*１０*０.３８７*Ｒ６００÷１０００＝９６.５９Ｋg 180°弯头按表2倍计算，45°按1/2计算； ２..（外径-壁厚）X壁厚X０.０２４６６XＲ倍数X１.５７X公称通径＝９０°弯头的理论重量 举例：举例：４２６*１０９０°Ｒ＝１.５Ｄ的 （４２６-１０）*１０*０.０２４６６*１.５Ｄ*１.５７*４００＝９６.６Ｋg 180°弯头按表2倍计算，45°按1/2计算。 三、圆钢重量（公斤）=0.00617×直径×直径×长度 方钢重量（公斤）=0.00785×边宽×边宽×长度 六角钢重量（公斤）=0.0068×对边宽×对边宽×长度 八角钢重量（公斤）=0.0065×对边宽×对边宽×长度 圆钢重量（公斤）=0.00617×直径×直径×长度 方钢重量（公斤）=0.00785×边宽×边宽×长度 六角钢重量（公斤）=0.0068×对边宽×对边宽×长度 八角钢重量（公斤）=0.0065×对边宽×对边宽×长度 螺纹钢重量（公斤）=0.00617×计算直径×计算直径×长度 角钢重量（公斤）=0.00785×（边宽边宽-边厚）×边厚×长度 扁钢重量（公斤）=0.00785×厚度×边宽×长度 钢管重量（公斤）=0.02466×壁厚×（外径-壁厚）×长度 不锈钢管：（外径-壁厚）×壁厚×0.02491=公斤/米 板材：每米重量=7.85*厚度 黄铜管：每米重量=0.02670*壁厚*（外径-壁厚）
锂离子电池正极材料理论电容量的计算 常常看见文献上说该材料的理论电容量是多少mA h/g 下面给出理论计算方法： 1mol正极材料Li离子完全脱嵌时转移的电量为96500C（96500C/mol是法拉第常数） 由单位知mAh/g指每克电极材料理论上放出的电量：1mA·h＝1×（10^-3）安培×3600秒＝3.6C 以磷酸锂铁电池LiFePO4为例： LiFePO4的分子量是157.756g/mol, 所以他的理论电容量是 96500/157.756/3.6=170 mA h/g 关于法拉第常数 法拉第常数（F）是近代科学研究中重要的物理常数，代表每摩尔电子所携带的电荷，单位C/mol，它是阿伏伽德罗数NA=6.02214×1023mol-1与元电荷e=1.602176×10-19 C的积。尤其在确定一个物质带有多少离子或者电子时这个常数非常重要。法拉第常数以麦可·法拉第命名，法拉第的研究工作对这个常数的确定有决定性的意义。 一般认为此值是96485.3383±0.0083C/mol，此值是由美国国家标准局所依据的电解实验得到的，也被认为最具有权威性。 最早法拉第常数是在推导阿伏伽德罗数时通过测量电镀时的电流强度和电镀沉积下来的银的量计算出来的。 在物理学和化学，尤其在电化学中法拉第常数是一个重要的常数。它是一个基本常数，其值只随其单位变化。在电解、电镀、燃料电池和电池等涉及到物质与它们的电荷的工艺中法拉第常数都是一个非常重要的常数。因此它也是一个非常重要的技术常数。 在计算每摩尔物质的能量变化时也需要法拉第常数，一个例子是计算一摩尔电子在电压变化时获得或者释放出的能量。在实际应用中法拉第常数用来计算一般的反应系数，比如将电压演算为自由能。 如何计算电池材料的理论容量值 C=26.8nm/M,n是电子数，m是活性物质质量，M是活性物质的分子量 电池的化成，有的采用常温化成，有的采用高温化成，这两种化成的优缺点：主要区别应该是SEI膜的厚度和致密程度吧，高温化成形成的SEI较厚但不致密，消耗的锂比较多，常温或低温形成的较薄切致密。 电池配方： 负极配方：CMS：CMC：SBR：Super-P＝94.5：2.25：2.25：1 电解液：1M-LiPF6 EC/DMC/EMC 负极设计比容量：300mAh/g 正极设计比容量：140mAh/g 充放电制度：1）恒流充电（1C，4.2V） 2）恒压充电（4.2V，20mA） 3）静置（10min） 4）恒流放电（1C，3.0V） 5）静置（10min） 6）循环（350周）
不锈钢理论重量计算公式(所有钢材) 角钢：每米重量=0.00785*（边宽+边宽-边厚）*边厚圆钢：每米重量=0.00617*直径*直径(螺纹钢和圆钢相同）扁钢：每米重量=0.00785*厚度*边宽 管材：每米重量=0.0246615*壁厚*（外径-壁厚）板材：每米重量=7.85*厚度 黄铜管：每米重量=0.02670*壁厚*（外径-壁厚）紫铜管：每米重量=0.02796*壁厚*（外径-壁厚) 铝花纹板：每平方米重量=2.96*厚度 有色金属比重：紫铜板8.9黄铜板8.5锌板7.2铅板11.37 有色金属板材的计算公式为：每平方米重量=比重*厚度 不锈钢板理论重量计算公式 钢品理论重量重量（kg ）＝厚度（mm ）×宽度（mm ）×长度（mm ）×密度值密度钢种 7.93 201,202,301,302,304,304L,305,321 7.75 405,410,420 7.98 309S,310S,316S,316L,347 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 不锈钢元棒，钢丝，理论计算公式 ★ 直径×直径×0.00609＝kg/m（适用于410 420 420j2 430 431）例如：￠50 50×50×0.00609=15.23K g/米 ★直径×直径×0.00623＝kg/m（适用于301 303 304 316 316L 321）例如：￠50 50×50×0.00623=15.575Kg/米 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 不锈钢型材，理论计算公式◆六角棒对边×对边×0.0069=Kg/米◆方棒边宽×边宽×0.00793=Kg/米 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 不锈钢管，理论计算公式 ○（外径－壁厚）×壁厚×0.02491＝Kg/米例如￠57×3.5 (57－ 3.5)×3.5×0.02491＝ 4.66Kg/米
（1）（1）电极材料的理论容量 电极材料理论容量，即假定材料中锂离子全部参与电化学反应所能够提供的 容量，其值通过下式计算： 其中，法拉第常数(F)代表每摩尔电子所携带的电荷，单位C/mol，它是阿伏伽德罗数NA=6.02214 ×1023mol-1与元电荷e=1.602176 ×10-19 C的积，其值为96485.3383±0.0083 C/mol 故而，主流的材料理论容量计算公式如下: LiFePO4摩尔质量157.756 g/mol，其理论容量为： 同理可得：三元材料NCM(1:1:1)(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 ) 摩尔质量为 96.461g/mol，其理论容量为278 mAh/g,LiCoO2摩尔质量97.8698 g/mol， 如果锂离子全部脱出，其理论克容量274 mAh/g. 石墨负极中，锂嵌入量最大时，形成锂碳层间化合物，化学式LiC6，即6个碳原子结合一个Li。6个C摩尔质量为72.066 g/mol，石墨的最大理论容量为 ： 对于硅负极，由5Si+22Li++22e- ? Li22Si5 可知，5个硅的摩尔质量为 140.430 g/mol，5个硅原子结合22个Li，则硅负极的理论容量为： 这些计算值是理论的克容量，为保证材料结构可逆，实际锂离子脱嵌系数小 于1，实际的材料的克容量为：材料实际克容量=锂离子脱嵌系数×理论容量 （2）电池设计容量 电池设计容量=涂层面密度×活物质比例×活物质克容量×极片涂层面积 其中，面密度是一个关键的设计参数，主要在涂布和辊压工序控制。压实密 度不变时，涂层面密度增加意味着极片厚度增加，电子传输距离增大，电子 电阻增加，但是增加程度有限。厚极片中，锂离子在电解液中的迁移阻抗增 加是影响倍率特性的主要原因，考虑到孔隙率和孔隙的曲折连同，离子在孔 隙内的迁移距离比极片厚度多出很多倍。 （3）N/P比 负极活性物质克容量×负极面密度×负极活性物含量比÷（正极活性物质克容 量×正极面密度×正极活性物含量比） 石墨负极类电池N/P要大于1.0，一般1.04~1.20，这主要是出于安全设计，主要为了防止负极析锂，设计时要考虑工序能力，如涂布偏差。但是，N/P 过大时，电池不可逆容量损失，导致电池容量偏低，电池能量密度也会降低。 而对于钛酸锂负极，采用正极过量设计，电池容量由钛酸锂负极的容量确定。 正极过量设计有利于提升电池的高温性能：高温气体主要来源于负极，在正
锂离子电池和金属锂离子电池的能量密度计算 吴娇杨，刘品，胡勇胜，李泓 （中国科学院物理研究所，北京，100190） 摘要：锂电池是理论能量密度最高的化学储能体系，估算各类锂电池电芯和单体能达到的能量密 度，对于确定锂电池的发展方向和研发目标，具有积极的意义。本文根据主要正负极材料的比容 量、电压，同时考虑非活性物质集流体、导电添加剂、粘结剂、隔膜、电解液、封装材料占比，计算了不同材料体系组成的锂离子电池和采用金属锂负极、嵌入类化合物正极的金属锂离子电池 电芯的预期能量密度，并计算了18650型小型圆柱电池单体的能量密度，为电池发展路线的选择 和能量密度所能达到的数值提供参考依据。同时指出，电池能量密度只是电池应用考虑的一个重 要指标，面向实际应用，需要兼顾其它技术指标的实现。 关键词：锂离子电池；金属锂离子电池；能量密度；18650电池；电芯 中图分类号：O O646.21文献标志码：A 文章编号： Calculation on energy densities of lithium ion batteries and metallic lithium ion batteries WU Jiaoyang，Liu pin, HU Yongsheng, LI Hong (Institute of Physics, Chinese Academy of Science, Beijing 100190, China) Abstract:Lithiumbatteries have the highest theoretical energy densities among all electrochemical energy storage devices. Prediction of the energy density of the different lithium ion batteries (LIB) and metallic lithium ion batteries (MLIB) is valuable for understanding the limitation of the batteries and determine the directions of R&D. In this research paper, the energy densities of LIB and MLIB have been calculated. Ourcalculation includes the active electrode materials and inactive materials inside the cell.For practical applications, energy density is essential but not the only factor to be considered, other requirements on the performances have to be satisfied ina balanced way. Key words：lithiumion batteries; metal lithium ion batteries; energy densitycalculation;18650 cell; batteries core 收稿日期：；修改稿日期：。 基金项目：国家自然科学基金杰出青年基金项目（51325206），国家重点基础研究发展计划（973）项目（2012CB932900）。第一作者：吴娇杨（1988-），女, 博士研究生，研究方向锂离子电池电解质E-mail：wujiaoyang8@https://www.doczj.com/doc/675928559.html,；通讯联系人：李泓， 研究员，研究方向为固体离子学与锂电池材料，E-mail：hli@https://www.doczj.com/doc/675928559.html,。
精品文档 1． 体积密度 材料在自然状态下单位体积的质量称为体积密度： 0V m = ρ ρ0——材料的体积密度，g/cm 3或kg/m 3； m ——材料的质量，g 或kg ； V 0——材料在自然状态下的体积，cm 3或m 3。 （体积密度与含水情况有关，如未注明均指绝对干燥材料的体积密度） 2． 密度 材料在绝对密实状态下单位体积的质量称为密度： V m = ρ ρ——材料密度，g/cm 3； m ——材料的绝对干燥质量，g ； V ——材料在绝对密实状态下的体积（实体积），cm 3。 （体积密度小于密度） 3． 表观密度 直接用排水法求得的体积，作为绝对密实状态下体积的近似值，按该体积计算出的密度为表观密度（或视密度）： V m '= 'ρ ρ′——表观密度，g/cm 3； m ——材料的绝对干燥质量，g ； V ′——用排水法求得的体积 (V ′=V+V 闭) ，cm 3。 (表观密度可以代替密实材料的密度或体积密度) 4． 孔隙率 孔隙率是指，材料中孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率，或称总孔隙率。 %1000 ?= V V P 孔 P ——孔隙率，%； V 孔——材料中全部孔隙的体积，cm 3； V 0——材料在自然状态下的体积，cm 3。 ? %1000 0?-= V V V P ? %100 10????? ? ?-=V V P ? %100 10???? ? ??-=ρρP P ——孔隙率，%； ρ0——材料的体积密度，g/cm 3或kg/m 3； ρ——材料密度，g/cm 3或kg/m 3。 5． 堆积密度 散粒材料在规定装填条件下单位体积的质量称堆积密度： '= 0V m ρ ρ0——散料材料的堆积密度， kg/m 3；（常指松堆密度） m ——散料材料的质量，kg ； V 0′——散料的体积，m 3。（V 0′=V 0+V 空=V+V 孔+V 空） 6． 开口孔隙率 开口孔隙率P K 指材料中能被水所饱和（即被水所充满）的孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率： %1001 012??-= W K V m m P ρ m 1——干燥状态下材料的质量，g ； m 2——水饱和状态下材料的质量，g ； ρW ——水的密度，常温下可取1g/cm 3，故常略去。 7． 闭口孔隙率 闭口孔隙率P B 为总孔隙率P 与开口孔隙率P K 之差： P B =P －P K 8． 空隙率 散粒材料在自然堆积状态下，其中的空隙体积与散粒材料在自然堆积状态下的体积之比的百分率： %10010???? ? ??'-='ρρP P ′——散粒材料的空隙率，%； ρ0′——散粒材料的堆积密度，kg/m 3； ρ0——材料体积密度或颗粒体积密度，kg/m 3。 （如是密实材料天然砂、石，ρ0可由ρ′代替） 9． 质量和体积吸水率 材料吸收水分的能力称为吸水率（一般未加说明均指质量吸水率） %1001 1 2?-= m m m W
第一次课绘制简单分子 一、画一个苯酰胺 目的：介绍Materials Visualizer中画结构的工具。 用到的模块：Materials Visualizer 化学家每天都要处理很多种类的小分子和中间物。所以容易的创建模型对建模环境都是很重要的。苯酰胺是典型的小分子结构。以下通过建立他的结构来学习Materials Studio。下面是要建立的苯酰胺的结构： Benzamide 1.创建3D文档： 从菜单中选择File | New...打开New Document对话框。选择3D Atomistic Document（三维原子文档），按OK。建立了一个三维窗口，工程管理器中显示建立了名为3D Atomistic Document.xsd的文件。在工程管理器这个文件名上右击鼠标，选择Rename改名。键入my_benzamide的新名字，按回车。选择File | Save 命令，或按标准工具条中的按钮。在my quickstart文件夹（每个工程都对应一个同名的文件夹）中建立了名为my_benzamide.xsd的文件。 2. 改变到Ball and Stick球棍模型显示方式。 三维窗口中右击鼠标，选择Display Style，打开Display Style对话框，在Atom 选项卡上设置。Materials Studio能在任何显示方式下添加原子。 3. 画环和原子链。
在草画工具条上单击Sketch Ring 按钮，鼠标移到三维窗口。鼠标变为 铅笔行状提示你处于草画模式。鼠标榜的数字表示将要画的环包括的原子数目。可以通过按3-8的数字键改变。确保这个数字为6，三维窗口中单击。画出了一个6个C原子的环。如果安装ALT键单击，产生共振键。 现在单击草画工具条Sketch Atom 按钮，这是通用添加原子工具，可加 入任何元素，默认加入C原子。如下在环上加入两个C原子。在环上移动鼠标，当一个原子变为绿色时单击，键的一端就在这个原子上，移动鼠标再单击就加入了一个C原子，再移动，并双击。这样在环上加入了两个原子。另一种结束添加原子的方法是在最后一个原子位置单击，然后按ESC键。注意，新加入的原子的化学键已经自动加上。 注意：你可以按Undo 按钮取消错误操作。 4、加入氧原子。 按Sketch Atom按钮旁的向下按钮，显示可选元素，选择氧Oxygen，在支链上移动鼠标，当变为蓝色显示时单击，这个原子就有了一个化学键，移动鼠标并双击。加入了O原子。在3D窗口工具条上按按钮，进入了选择模式。 5. 编辑元素类型。 单击链末端的C原子，选定它。选定的对象用黄色显示。按Modify Element按钮旁的箭头，显示元素列表，选择Nitrogen氮，选定的原子就变为了氮原子。单击三维窗口中空白地方，取消选择，就可以看到这种变化了。 6．编辑键类型。 在三维窗口中在C和O原子中间单击选定C－O键。选定的键以黄色显示。按下SHIFT键，单击其它三个相间的键。现在选定了三个C－C键和一个C－O键。 单击Modify Bond 按钮旁的向下按钮，显示键类型的下拉列表，选择Double Bond双键。取消选定。 7. 调整氢原子和结构 现在可以给结构自动加氢。单击Adjust Hydrogen 按钮，自动给模型加入
计算材料学 分子动力学上机实验教程（2014.04） 课时安排、重要通知、更新、软件下载请见： https://www.doczj.com/doc/675928559.html, 上机实验相关软件分类介绍 分子动力学：LAMMPS --- 附录1 操作系统：CentOS（linux）--- 附录2 可视化：Atomeye --- 附录3（课堂使用），OVITO --- 附录4（推荐课下使用） 画图：Gnuplot --- 附录5 文本编辑：Gedit：Linux，GNOME桌面环境下兼容UTF-8的文本编辑器。它使用GTK+编写而成，简单易用，支持包括gb2312、gbk在内的多种字符编码。 远程登录和文件传输：sftp（Xmanager） 附录1. LAMMPS介绍： LAMMPS-Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator, 大规模原子分子并行模拟器。美国Sandia 国家实验室开发，开放源代码且可以免费获取使用，使用者可以根据自己需要自行修改源代码。LAMMPS可以支持包括气态，液态或者固态相形态下、各种系综下、百万级的原子分子体系，并提供支持多种势函数。 且LAMMPS有良好的并行扩展性。 材料领域，LAMMPS已经是准标准化的分子动力学软件。 LAMMPS官网：https://www.doczj.com/doc/675928559.html,/ 使用LAMMPS: (1)输入一般至少包括两个： (a)input文件: LAMMPS命令集成在该文本中，可以包括MD相关的模型结构，弛豫条件，加载方式，输出 内容等绝大多数信息。具体每一行语句在官网上有详细的解释。我们学习的一项主要内容是理解和改写input文件。 (b)势函数文件：将势函数的参数等信息独立出来，写成单独的一个文件，在input文件内调入使用。 (2)运行软件： 保证当前目录下写好了input文件和势函数文件，终端上输入命令（串行）: (3)输出一般有三个部分：（所有输出都与input文件与输出相关的指令相关） (a)直接输出在屏幕上，一些程序运行的关键信息直接出现输出屏幕上，一般是整个体系的信息。这些内容默 认保存在https://www.doczj.com/doc/675928559.html,mmps文件里，我们称为log文件。 (b)输出记录每个原子信息的文件，有多种形式，我们的到的x.cfg文件是可以被可可视化软件Atomeye直接 读取的。也可以用gedit直接打开，可以看到每一行记录一个原子的信息，比如坐标，速度，动能，势能等。 (c)其它按照input文件中的指令计算并输出的文件或者是对log文件中的内容处理提取得到的文件。同样可 以用gedit打开，我们可以对其进行后续的分析，计算，画图等处理。 Input脚本语法介绍： （LAMMPS版本更新非常快，这里只是对本课程所需的命令及其它部分常用命令的介绍，关注LAMMPS官网https://www.doczj.com/doc/675928559.html,/，是学习LAMMPS最有效的方法！） 以下□表示空格,红色表示可更改的参数
锂电池的几种主要正极材料 1、锂电池正极材料主要有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、钒的氧化物和三元材料等。锂电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜和导电材料等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂电池的性能与价格。因此廉价、高性能的正、负极材料的研究一直是锂电池行业发展的重点。负极材料一般选用碳材料，目前的发展比较成熟。而正极材料的开发已经成为制约锂电池性能进一步提高、价格进一步降低的重要因素。 在目前的商业化生产的锂电池中，正极材料的成本大约占整个电池成本的40％左右，正极材料价格的降低直接决定着锂电池价格的降低。对锂动力电池尤其如此。比如一块手机用的小型锂电池大约只需要5克左右的正极材料，而驱动一辆电动汽车用的锂动力电池可能需要高达500千克的正极材料。衡量锂电池正极材料的好坏，大致可以从以下几个方面进行评估： （1）正极材料应有较高的氧化还原电位，从而使电池有较高的输出电压；（2）锂离子能够在正极材料中大量的可逆地嵌入和脱嵌，以使电池有高的容量；（3）在锂离子嵌入/脱嵌过程中，正极材料的结构应尽可能不发生变化或小发生变化，以保证电池良好的循环性能； （4）正极的氧化还原电位在锂离子的嵌入/脱嵌过程中变化应尽可能小，使电池的电压不会发生显著变化，以保证电池平稳地充电和放电； （5）正极材料应有较高的电导率，能使电池大电流地充电和放电； （6）正极不与电解质等发生化学反应； （7）锂离子在电极材料中应有较大的扩散系数，便于电池快速充电和放电；（8）价格便宜，对环境无污染。 锂电池正极材料一般都是锂的氧化物。研究得比较多的有钴酸锂，镍酸锂，锰酸锂，磷酸铁锂和钒的氧化物等。导电聚合物正极材料也引起了人们的极大兴趣。 1.1、钴酸锂
建筑工程材料预算价格计算公式如下： 建筑工程材料费=∑(材料消耗量*材料基价)+检验试验费。 建筑工程材料预算价格=（材料原价+运杂费+运输损耗费）*（1+采购及保管费率）+材料原价*检验试验费率。其中，∑ 这个表示求和的计算符号，是指所有的材料消耗量*材料基价的和在加检验试验费。建筑工程所有材料的总费用=∑[(单个材料消耗量*材料基价）+单个检验试验费]。 1 工程量计算、汇总 (1) 计算工程量的资料 施工图纸及设计说明书、相关图集、设计变更资料、图纸答疑、会审记录等。 经审定的施工组织设计或施工方案。 工程施工合同、招标文件的商务条款。 工程量计算规则。 (2) 工程量计算的顺序 单位工程计算顺序。 1)按施工顺序计算法。按施工顺序计算法是按照工程施工顺序的先后次序来计算工程量。 2)按定额顺序计算法。按定额顺序计算工程量法就是按照计量规则中规定的分章或分部分项工程顺序来计算工程量。 单个分项工程计算顺序。 按照顺时针方向计算法。 按“先横后竖、先上后下、先左后右”计算法。 按图纸分项编号顺序计算法。 (3) 工程量计算的步骤 根据工程内容和计量规则中规定的项目列出须计算工程量的分部分项工程。 根据一定的计算顺序和计算规则列出计算式。 根据施工图纸的要求确定有关数据代入计算式进行数值计算。 对计算结果的计量单位进行调整，使之与计量规则中规定的相应分部分项工程的计量单位保持一致。 (4) 工程量计算的注意事项 1)口径一致。计算工程量必须熟悉计量规则中每个工程项目所包括的内容和范围。2 )按工程量计算规则计算。 3)列出计算式。在列计算式时，必须部位清楚，详细列项标出计算式，注明计算结构构件的所处部位和轴线，并保留工程量计算书，作为复查依据。工程量计算式，应力求简单明了，醒目易懂，并要按一定的次序排列，以便于审核和校对。 4)计算准确。工程量计算的精度将直接影响着造价确定的精度，因此，数量计算要准确。一般规定工程量的精确度应按计量规则中的有关规定执行。 5)计量单位一致。必须与计量规则中规定的计量单位相一致。 2 套用预算单价，计算工程直接费 3 根据费用定额规定，计取各种其他费用和工程造价。 土建工程费用计算程序 序号费用名称计算式备注 （一）定额项目费按预算定额计算的项目基价之和 A 人工费按预算定额计算的项目人工费之和
材料力学的基本计算公 式 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
材料力学的基本计算公式外力偶矩计算公式（P功率，n转速） 1.弯矩、剪力和荷载集度之间的关系式 2.轴向拉压杆横截面上正应力的计算公式（杆件 横截面轴力F N，横截面面积A，拉应力为正） 3.轴向拉压杆斜截面上的正应力与切应力计算公式（夹 角a 从x轴正方向逆时针转至外法线的方位角为正） 4. 5.纵向变形和横向变形（拉伸前试样标距l，拉伸后试 样标距l1；拉伸前试样直径d，拉伸后试样直径d1）6. 7.纵向线应变和横向线应变 8. 9.泊松比 10.胡克定律
11.受多个力作用的杆件纵向变形计算公式 12.承受轴向分布力或变截面的杆件，纵向变形计算 公式 13.轴向拉压杆的强度计算公式 14.许用应力，脆性材料，塑性 材料 15.延伸率 16.截面收缩率 17.剪切胡克定律（切变模量G，切应变g ） 18.拉压弹性模量E、泊松比和切变模量G之间关 系式 19.圆截面对圆心的极惯性矩（a）实心圆 20.（b）空心圆
21.圆轴扭转时横截面上任一点切应力计算公式（扭 矩T，所求点到圆心距离r） 22.圆截面周边各点处最大切应力计算公式 23.扭转截面系数，（a）实心圆 24.（b）空心圆 25.薄壁圆管（壁厚δ≤ R0 /10 ，R0为圆管的平均 半径）扭转切应力计算公式 26.圆轴扭转角与扭矩T、杆长l、扭转刚度GH p的 关系式 27.同一材料制成的圆轴各段内的扭矩不同或各段的 直径不同（如阶梯轴）时或 28.等直圆轴强度条件 29.塑性材料；脆性材料
1、密度：材料在绝对密实状态下，单位体积的质量，称为材料的密度。 ρ——材料的密度（g/cm3或kg/m3）m——材料的质量（g或kg） V——材料在绝对密实状态下的体积（cm3或m3）计算式：ρ=m/V 2、表观密度：工程中常用的散粒状材料，如混凝土用砂、石子等，因孔隙很少，可不比磨 成细粉，直接用排水法测得颗粒体积（包括材料的密实体积和闭口孔隙体积，但不包括开口孔隙体积），称为绝对密实体积的近似值。 ρ’——材料的表观密度（g/cm3或kg/m3） m——材料在干燥状态下的质量（g或kg） V’——材料在自然状态下不含开口孔隙的体积（cm3或m3） 计算式：p’=m/V’ 3、体积密度：材料在自然状态下，单位体积的质量，称为材料的体积密度。 ρ0——材料的体积密度（g/cm3或kg/m3）m——材料在干燥状态下的质量（g或kg）V0——材料在自然状态下的体积（包括材料内部封闭孔隙和开口孔隙的体积）（cm3或m3）计算式：ρ0=m/V0 4、堆积密度：散粒材料或粉末状、颗粒状材料在堆积状态下，单位体积的质量。 ρ’0——材料的堆积密度（g/cm3或kg/m3） m——材料在干燥状态下的质量（g或kg）计算式：ρ’0=m/ V’0 V’0——材料的堆积体积（cm3或m3） 5、密实度：密实度是只材料体积内被固体物质所充实的程度。（用D表示） 计算式：D=V/V0*100%=ρ0/ρ*100% 6、空隙率：空隙率是指材料体积内，孔隙体积占材料在自然状态下总体积的百分率。（用P 表示） 计算式：P={（V0-V）/V}*100%=(1-ρ0/ρ)*100% 密实度于空隙率的关系为：P+D=1 7、填充率：填充率是只散粒材料的堆积体积中，被其颗粒所填充的程度。（用D’表示） 计算式：D’=V’/V’0*100%=ρ’0/ρ’*100% 8、空隙率：空隙率是只散粒材料的堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占材料堆积体积的百 分率（用P’表示） 计算式：P’={(V’0-V’)/V’0}*100%=(1-ρ’0/ρ’)*100% 9、吸水性：材料在水中吸收水分的性质，称为吸水性。溪水性的大小用吸水率表示，吸水 率分为质量吸水率W质和体积吸水率W吸两种。（下为质量吸水率） W质——材料的质量吸水率（%）m湿——材料吸水饱和后的质量（g） m干——材料干燥状态下的质量（g）计算式：W质= （m湿-m干）/m干*100% 体积吸水率：W体——材料的体积吸水率（%）m湿——材料吸水饱和后的质量（g）m干——材料在干燥状态下的质量V0——干燥材料自然状态下的体积（cm3） ρh2o——水的密度（g/cm3）计算式：W体=（m湿-m干）/V0*（1/ρh2o）*100%质量吸水率和体积吸水率的关系为：W体=W质*ρh2o 10、吸湿性：材料在空气中吸收水分的性质，称为吸湿性。（用含水率W含表示） W含——材料的含水率（%）m含——材料汗水时的质量（g） m干——材料干燥时的质量（g）计算式：W含=（m含-m干）/m干*100% 11、耐水性：材料长期在饱和水的作用下不破坏、其强度也不显著降低的性质，称为材料的 耐水性。 K软——材料的软化系数f饱——材料在吸水饱和状态下的抗压强度，Mpa
何计算锂离子电池的容量保持率 但是计算容量的原理是一样的，同时记录放电时间.0-4。 当然用设备也可以直接测试出来，因此你将电池充满电后.2V。 电池的充放电压区间是3电池的容量是很容易计算的，换成百分比就是了。 容量的保持率就是你将你使用N此后测试的容量除以第一次测试的容量或者标称容量，在以一个恒定的电流放电，将电流乘以时间（小时单位）就得到容量，就是电流乘以时间 锂离子电池在多次充放后容量仍然会下降，时间）可以抽样计算出电池的电量，其原因是复杂而多样的。主要电量统计芯片通过记录放电曲线（电压，电流但是 如何计算锂离子电池的容量保持率～～～电池的容量是很容易计算的。电池的充放电压区间是3.0-4.2V,因此你将电池充满电后,在以一个恒定... 锂离子电池负极克比容量怎样计算～～～电池的容量除以负极的纯粉容量除以过量负极的过量系数。 锂离子电池正负极容量配比怎么计算啊?有公式吗?～～～你讲的概率叫NP比,指的是单位面积容量比; NP=负极面密度*活性物质比率*活性物质克容量/(正极面... 锂离子电池容量的计算公式～～～公式应该没有,但是想知道容量就是放电电流乘放电时间,比如放电电流2安,放电时间2小时整,就是2A*2... 怎么计算电池容量啊?～～～假定充放电效率为100%,灯具恒定功率25W,那么后备5小时对电池容量要求: 用铅蓄电池时,放电电压... 锂离子电池知道正负极容量,怎么计算电池容量～～～正负极什么容量啊说的这么模糊是不是行业内人士啊?知道正极材料的克容量吗克容量×正极物质含量就是... 锂电池电压容量瓦时怎么计算的?～～～单一个锂电池应该以3.7v为标准电压,2个串联7.4v......如此类推。瓦时=安时x电压,如一... 电池容量(毫安时)是如何计算的?～～～电池容量(C)的计算方法: 容量C=放电电池(恒流)I×放电时间(小时)T 反过来: 放电时间T=容... ?如何计算锂离子电池的容量保持率答：电池的容量是很容易计算的。电池的充放电压区间是3.0-4.2V,因此你将电池充满电后,在以一个恒定的电流放电,同时记录放电时间,将... ?锂离子电池理论容量是如何计算的?答：路过,围观一下。看看早有理论容量的文章 ?锂离子电池发热功率如何计算?答：11 ?锂离子电池的隔膜孔隙率怎么计算.请阿里巴巴故意网答：孔隙率和通孔率孔隙率是材料中孔隙体积占总体积的比例。(材料中固体体积占总体积的比例,称为密实度)。... 表达式 P=[(M-m)... ?请问新买的锂离子电池应该如何使用才算正确啊?答：锂电池前3-5次充电应充14小时以上!nbsp;如果我们希望能够延长电池的有效使用时间,除了充电器的质量要... 那么前3-5次充电... ?请问新买的锂离子电池应该如何使用才算正确啊?答：锂电池前3-5次充电应充14小时以上! 如果我们希望能够延长电池的有效使用时间,除了充电器的质量要有保证... 那么前3-5次充电一...