电池电解液

分子动力学模拟在电池电解液研究中发挥着关键作用，通过数值求解牛顿运动方程，可以原子尺度揭示电解质的动态行为和微观机理。该方法主要采用经典力场（如OPLS、AMBER）或第一性原理分子动力学（AIMD）描述锂离子、阴离子和溶剂分子间的相互作用，精确模拟离子输运、溶剂化结构演变等核心过程。对于液态电解液体系，分子动力学可以计算锂离子迁移数、电导率等关键参数，通过径向分布函数分析离子溶剂化壳层结构，并研究阴离子对锂离子输运的影响机制。在固态电解质研究中，该方法能模拟晶界处的离子传导行为，预测新型电解质材料的离子电导率。现代分子动力学技术结合增强采样方法（如元动力学、温度加速），可有效克服高能垒过程的采样限制，准确模拟锂枝晶生长、SEI膜形成等缓慢动力学过程。常用的模拟软件包括LAMMPS、GROMACS和NAMD等，支持ReaxFF反应力场模拟电解液分解等化学反应。该技术已成功应用于锂离子电池、钠离子电池等各类储能体系，为新型电解质设计提供理论指导。