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过去十年，全世界的人们对锂离子电池的追求愈发执着。

这种追求的热度有多高？

有一个数据统计显示，从年到年，全球研究人员至少贡献了,篇关于锂离子电池的论文！

在过去三十多年中，锂电池的发展可谓是突飞猛进。

自从索尼公司在年代将锂离子电池商业化以来，人们对锂电池的需求量越来越大、要求也越来越高。

从需求量上看，在特斯拉、丰田、通用等主要车企的争相推动下，年锂离子电池市场规模达到.5亿美元，预计到7年将达到.8亿美元，从年到7年，将以15.6%的复合年增长率(CAGR)增长。

从产品要求上看，人们对电池的主要诉求一直聚焦在增加能量密度、提高充电/放电率、提高寿命（循环耐久性）、确保安全性并最大限度地降低成本和对环境造成的影响等几个方面。

人们在锂电池相关的材料研发设计上不断精益求精，但面临的困难也越来越大。

比如针对锂离子电池中的界面反应、SEI膜的形成及Li+输运等核心机理问题，虽然冷冻电镜（Cryo-EM）、原位透射电镜（insituTEM）等先进表征技术也逐渐开始应用于微观反应机理问题的研究，但随着未来高能量密度锂硫电池、锂空电池和固态电池的发展，单纯的“静态”实验结果表征观测方法也在面临更大的挑战。

再比如在固态电池的研发中，针对如何准确构建晶体-非晶结构模型，进而研究Li+在非晶及晶体-非晶界面处的输运机理，学界和工业界都已经意识到，基于经验与试验的传统材料开发模式已经不能满足电池新材料的开发需求。

好消息是随着算法、算力等各种底层元素的发展，人们能拿来应用的方法也在不断涌现。

比如对上文提到的前一个难题，当传统分析方法遇到瓶颈之后，人们就开始尝试采用基于量子力学的第一性原理计算方法，发现不仅可以更方便地获取电极/电解质材料晶体结构、基态能量、离子输运等信息，还能够更加精细化动态呈现电化学反应过程。如今这一方法已经成为推进高能量密度、高功率密度和长循环寿命先进电池发展的重要手段。

针对后一个难题，人们也在传统的“试错法”之外，开始采用更高效的“高通量计算法”。从根本上讲，实现高通量离子传输性质计算是筛选具有优异的锂离子输运性质固态电解质的关键，而采用基于密度泛函理论(DFT)的量子力学计算，结合过渡态理论或分子动力学方法，可以得到能量势垒低的迁移路径。这种研究离子输运性质的高精度计算方法，就能实现大规模系统性的快速筛选和优化材料。

????????事实上，随着以上这些计算方法陆续出现在锂电池等诸多材料的设计研发场景中，“材料计算模拟工具软件”这类工具也已逐步走进比亚迪、宁德时代等主流工业企业，从零件到材料的建模和仿真在实现智能制造方面开始发挥越来越重要的作用；?????同时，材料计算作为一个新兴赛道也引起了更多投资者的

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