隨著全球電子產品更新換代速度的不斷加快，新能源汽車產業、智能電網以及電站儲能的蓬勃發展，鋰離子電池作為這些現代高科技產業的核心，占有舉足輕重的地位。電池設計的優劣則直接決定了鋰電企業在激烈的市場競爭中的命運。

一直以來，對于國內的各大鋰電企業，電池的設計均來自于不斷重復的實驗，雖然最終電池性能得到了優化，但其間耗費了巨大的人力、物力及時間，其中不乏高學歷的研究者。隨著電池體系的日漸復雜，企業在電池設計方面的投入的會不斷增多，但設計的電池性能卻不一定有成比例的提高。

這種低效率的設計方式，也是導致國內電池設計技術總是落后于國外的重要原因之一。然而，更可惜的是許多企業還未意識到此問題，亦或許有些研發基礎好的一些企業有所意識，但不知如何統籌人力，尋找合適的方法去解決。

鋰離子電池數學模型由于是將電池所用各種材料的物理指標、電極設計指標等參數化，通過數學計算而得到電池的充放電，倍率，循環等性能。所以通過調節其中的某個或多個參數，就可以用來設計電池，預測電池性能以及對其優化的目的。

例如，不同活性材料的顆粒尺度將會導致不同的材料利用率，進而影響到電極的容量，這有助于電池設計者對活性材料的選取。此外，電極碾壓密度、電極孔隙率的也會影響電池的最終性能，利用模型可以計算出不同的碾壓密度或孔隙率對電池性能的影響，進而優化電極設計和制作工藝等。

近日，加拿大大學(UniversityofWaterloo)化學工程系的毛治宇博士，陸續在美國電化學會，國際電化學學報等雜志上發表了他的研究成果，即關于數學模型是如何用于鋰離子電池領域，如何高效的指導鋰離子電極設計及優化的。

此項研究可將鋰電研發人員從耗時的實驗中解放出來，并可以建立活性材料、電極設計和電池性能之間的聯系，有利于工程師定量的從材料、工藝和電極設計的角度來考慮電池的設計，優化制作工藝以及失效模式分析，這開辟了鋰離子電池研發的新思路和方向。此外，它也可以用來分析電極反應動力學，了解其內部反應機理，給電池研發工作者理論方面的指導。

高工鋰電將陸續刊登毛治宇博士的研究成果，作為數學模型在鋰離子電池設計方面應用的具體實例，毛治宇博士也歡迎各鋰電相關技術研發工程師、學者等與其聯系交流(Email:zhiyumao@gmail.com)。

毛治宇博士畢業于加拿大大學(UniversityofWaterloo)化學工程系，博士期間主要從事商業化鋰離子動力電池的電極模型和壽命衰退機理的研究，開發了對商業化鋰離子電池活性材料的模型鑒別技術，建立了電池壽命的評價體系。

他所發展的數學模型對鋰離子電池的電極設計與優化起到了重要作用，期間他以第一作者在“JournalofTheElectrochemicalSociety”“ElectrochimicaActa”等鋰電領域權威期刊發表工程類文章5篇。

毛治宇博士具有七年鋰離子電池工程理論研究經驗以及兩年商業化鋰離子電池研發經驗，他曾對磷酸鐵鋰電極所涉及的反應動力學進行了系統深入的研究，也曾負責”中央企業電動車產業聯盟共性技術項目JS-208”實驗設計及項目管理工作。2016年9月起，他繼續留學加拿大進行博士后研究，并加入NewtechPowerInc.公司任科學研究員，主要負責新型鋰電材料和新型儲能系統的開發及產業化等項目。