Ин таҳқиқот модели сарҳади ҳамворшудаи бо GPU суръатёфтаро таҳия кардааст, то микросохтори мураккаби сеандозаи электродҳои батареяҳои литий-ионӣ, ки аз зарраҳои маводи фаъол, минтақаҳои пайвандгари ноқил ва сӯрохҳои пур аз электролит иборат аст, дар миқёси калон моделсозӣ кунад. Ба ҷойи пайгирии интерфейсҳои номунтазами байни фазаҳо бо шабакаи мураккаби унсурҳои ниҳоӣ, ки ба геометрия дақиқ мутобиқ мешавад, усул онҳоро бо функсияҳои фазае ифода мекунад, ки дар шабакаи мунтазами декартӣ гузариши пайваста доранд. Ҳамин тавр, диффузияи литий дар маводи фаъол, интиқоли ионҳо дар электролит, ҳифзи заряд ва реаксияҳои электрохимиявии Butler–Volmer дар як минтақаи ҳисоббарорӣ ҳал карда мешаванд.

Муҳаққиқон модели сарҳади ҳамворшударо бо ҳалкунандаи градиенти ҳамроҳшудаи пешшартгузоришуда бо multigrid-и геометрӣ ва ҳамворкунандаи сурх–сиёҳи Gauss–Seidel муттаҳид кардаанд. Дар низоме, ки бо CUDA C++ таҳия шудааст, амалҳои мунтазами stencil, ядроҳои муттаҳидшудаи GPU, истифодаи ҳалли қадами қаблии вақт ҳамчун арзиши ибтидоӣ ва сатҳҳои multigrid-и мутобиқ ба сахтафзор татбиқ шудаанд. Дар муқоисаи муодилаи потенсиали электролит, ки аз ҷиҳати ҳисоббарорӣ ҳукмрон аст, ҳалкунандаи махсус дар шабакаи 64³ гиреҳӣ аз AMGX 169 маротиба ва дар шабакаи 128³ гиреҳӣ 248 маротиба тезтар кор кардааст. Дар ҳоле ки AMGX дар шабакаи 256³ аз сабаби норасоии хотира кор карда натавонист, усули пешниҳодшуда ҳамин шабакаро дар GPU-и V100 дар ҳар қадами вақт дар 234 миллисония ҳал кард.

Ҳангоми истифодаи 64 GB хотираи MetaX C550 масъалаи 512 × 512 × 512, яъне тақрибан 134 миллион гиреҳ, дар ҳар қадами вақт дар 1.314,5 миллисония ҳал карда шудааст. Аммо ин вақт ба симулятсияи пурраи разряди тамоми модели электрохимиявӣ не, балки ба муодилаи потенсиали электролит, ки барои муқоисаи иҷроиш ҷудо карда шудааст, тааллуқ дорад. Хулосаи “тақрибан 200 маротиба суръатбахшӣ” дар таҳқиқот ифодаи умумии ду муқоисаи 169 ва 248 маротиба дар шабакаҳои гуногун мебошад.

Модел аввал дар геометрияи содда бо зарраи сферии маводи фаъол бо диаметри 10 микрометр бо ҳалли унсурҳои ниҳоии COMSOL муқоиса карда шудааст. Зичии литий дар маводи фаъол, зичии ионҳо дар электролит ва потенсиали электролит дар дохили фазаҳо ба ҳалли истинодӣ наздик буданд. Дар атрофи интерфейси ҳамворшуда фарқҳои намоён ба вуҷуд омаданд, аммо гузориш шудааст, ки бо майдатар шудани шабака фарқҳо дар дохили фазаҳо кам мешаванд. Таҳқиқот барои ин муқоиса L₂, L_∞, хатои миёна ё фосилаи эътимоди ададӣ пешниҳод накардааст.

Дар татбиқи электроди воқеитар, катоди NMC622 бо 57,4 фоиз маводи фаъол, 11 фоиз CBD-и физикӣ ва 31 фоиз сӯрохнокии умумӣ модел карда шудааст. Азбаски сӯрохнокии дохилии худи CBD 50 фоиз қабул шудааст, дар геометрияи ҳисоббарорӣ минтақаи CBD-и муодили 22 фоизӣ сохта шудааст. Беҳтарин мутобиқат бо нуқтаҳои таҷрибавии разряд дар модел ба даст омадааст, ки CBD дар он ба таври ошкор ифода шудааст. Ҳангоми хориҷ кардани CBD модел иқтидорро аз ҳад зиёд ва поляризатсияро камтар пешбинӣ кардааст.

Тақсимоти майдон нишон доданд, ки CBD интиқоли ионҳои литийро дар электролит ба самти коллектори ҷараён душвор мекунад. Дар зичии ҷараёни 6 mA/cm² ва иқтидори 1,25 mAh/cm², литийшавии маводи фаъол дар минтақаи наздик ба сепаратор мутамарказ шуда, дар электролити тарафи коллектори ҷараён камшавии ионҳои литий ва фарқи потенсиалии тақрибан 0,42 volt ба вуҷуд омадааст. Ин натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки CBD танҳо фазаи муфиде нест, ки ноқили электрониро таъмин мекунад; он метавонад интиқоли иониро маҳдуд намуда, поляризатсияи консентратсионӣ ва реаксиониро зиёд кунад.

Барои кам кардани ин маҳдудият муҳаққиқон тарҳи сӯрохдореро санҷиданд, ки дорои чор канали симметрии диаметрашон 2 микрометр буда, дар тамоми электрод тӯл мекашанд. Афзоиши иқтидор, ки нисбат ба шиддати қатъи 3,2 volt ҳисоб шудааст, дар зичиҳои ҷараёни 3, 6, 8, 10 ва 12 mA/cm² мутаносибан тақрибан 20 фоиз, 58 фоиз, 76 фоиз, 98 фоиз ва 117 фоиз буд. Дар сатҳи 1 mA/cm² таъсири сӯрохкунӣ ночиз монд. Ин арзишҳо натиҷаҳои симулятсияи ададӣ мебошанд; электроди сӯрохдор ба таври физикӣ истеҳсол ва дар ҳуҷайраи электрохимиявӣ санҷида нашудааст.

Аз нигоҳи Туркия: Равиши таҳияшуда метавонад барои тарҳрезии рақамӣ аз тасвирҳои воқеии электрод дар марказҳои тадқиқотӣ ва гурӯҳҳои ҳисоббарории баландмаҳсул дар Туркия, ки ҳуҷайраҳои литий-ионӣ, катодҳо, низомҳои захиракунии энергия ва батареяҳои мошинҳои барқиро таҳия мекунанд, арзёбӣ шавад. Усул метавонад барои пешакӣ таҳқиқ кардани андозаи зарраҳо, тақсимоти CBD, сӯрохнокӣ ва каналҳои интиқоли ионӣ, ки бо лазер сохта мешаванд, пеш аз истеҳсол кумак кунад. Аммо пеш аз татбиқ, модел бояд бо химияҳои маводи фаъол, таносубҳои пайвандгар ва иловаҳои ноқил, ғафсӣ, шароити фишордиҳӣ ва сохторҳои воқеии томографии сеандоза, ки дар Туркия истифода мешаванд, аз нав сохта шавад. Натиҷаҳои модел бояд бо озмоишҳои мустақили ҳуҷайра тасдиқ шаванд; таъсири сӯрохкунӣ ба талафи маводи фаъол, зичии ҳаҷмии энергия, устувории механикӣ, арзиши истеҳсол ва умри даврӣ бояд якҷоя чен карда шавад. Аз ин таҳқиқот наметавон хулоса кард, ки иқтидори электроди мушаххасе, ки дар Туркия истеҳсол мешавад, 117 фоиз зиёд мешавад, GPU-и муайян ҳамон суръатбахширо медиҳад ё усул бехатарии батареяро бевосита беҳтар мекунад.

Мушкиле, ки таҳқиқот мехоҳад ҳал кунад, чист?

Электродҳои батареяҳои литий-ионӣ дар миқёси макроскопӣ мисли қабати якхела ба назар мерасанд, аммо дар миқёси микрометрӣ сохторҳои хеле номунтазам мебошанд, ки аз се ҷузъи асосӣ иборатанд:

• Зарраҳои маводи фаъол, ки дар онҳо энергияи барқ захира мешавад
• Минтақаҳои пайвандгари ноқил, ки интиқоли электрон ва пайвастшавии механикии зарраҳоро таъмин мекунанд
• Шабакаи сӯрохҳо, ки бо электролит пур шуда, ионҳои литий дар онҳо интиқол меёбанд

Тақсимоти андозаи зарраҳо, тарзи тамоси зарраҳо бо ҳам, ҷамъшавии CBD, пайвастагии сӯрохҳо ва ғафсии электрод муайян мекунанд, ки ионҳо кадом роҳҳоро тай мекунанд ва реаксия дар кадом минтақаҳо рух медиҳад. Ду электрод бо сӯрохнокии миёнаи якхела, агар тақсимоти фазоии сӯрохҳо ва CBD фарқ кунад, ҳатман иҷроиши электрохимиявии яксон нишон намедиҳанд.

Моделҳои гомогенизатсияшуда ба монанди P2D электродро бо бузургиҳои миёна ифода мекунанд. Ин моделҳо метавонанд шиддат ва иқтидорро дар сатҳи ҳуҷайра бо арзиши ҳисоббарории паст ҳисоб кунанд; аммо камшавии маҳаллии ионҳо, суръатҳои гуногуни реаксия байни зарраҳо, монеаҳои эҷодкардаи ҷамъшавии CBD ва роҳҳои мураккаби сӯрохҳоро ба таври ошкор ҳал карда наметавонанд.

Моделҳои гетерогении тамоми майдон метавонанд сохтори воқеии сеандозаро ҳал кунанд. Аммо барои ин бояд шабакае сохта шавад, ки ба сарҳадҳои номунтазами маводи фаъол, CBD ва сӯрохҳо мутобиқ бошад. Дар сохтори электроде, ки даҳҳо миллион гиреҳ дорад, сохтани шабакаи унсурҳои ниҳоии мутобиқ ба геометрия метавонад вақти зиёд гирад, унсурҳои номуваффақ тавлид кунад ва арзиши ҳисоббарории ҳалро зиёд намояд.

Усули сарҳади ҳамворшуда кадом равишро истифода мебарад?

Усули сарҳади ҳамворшуда сарҳадҳои тез байни фазаҳоро бо рӯйҳои шабака як ба як мутобиқ намекунад. Ба ҷои ин, шахсияти фазаро бо функсияҳои пайваста, ки аз 0 то 1 тағйир меёбанд, муайян мекунад. Дар таҳқиқот ду нишондиҳандаи асосӣ истифода шудаанд:

• \(\psi(\mathbf{r})\): маводи фаъолро аз минтақаҳои ғайрифаъол ҷудо мекунад.
• \(\gamma(\mathbf{r})\): CBD-ро аз минтақаҳои берун аз CBD ҷудо мекунад.

Агар гиреҳ дар дохили фаза бошад, нишондиҳанда тақрибан 1, агар берун бошад тақрибан 0 ва дар минтақаи интерфейс бошад аз 0 то 1 арзиш мегирад. Хусусиятҳои мавод бо истифода аз ин арзишҳо дар сатҳи гиреҳ вазн дода мешаванд.

Бо шарофати ин сохтор барои маводи фаъол, CBD ва электролит шабакаҳои ҷудогона омода кардан лозим нест. Як шабакаи мунтазами декартӣ тамоми минтақаи ҳисоббарориро мепӯшонад. Мураккабии геометрӣ на дар пайвастҳои шабака, балки дар майдонҳои \(\psi\) ва \(\gamma\) нигоҳ дошта мешавад.

Ду интерфейси электрохимиявӣ дар Шакли 1 чиро ифода мекунанд?

Шакли 1 зарраи маводи фаъолро ҳамроҳ бо электролит ва CBD нишон медиҳад. Муҳаққиқон ду интерфейси гуногуни маводи фаъол–электролитро муайян кардаанд:

• Интерфейси I: Сатҳе, ки маводи фаъол бевосита бо минтақаи сӯрохии электролити соф тамос дорад.
• Интерфейси II: Сатҳе, ки маводи фаъол тавассути CBD-и сӯрохдоре, ки электролит дорад, тамос мегирад.

CBD на ҳамчун қабати комилан сахти карбон, балки ҳамчун минтақаи сӯрохдоре модел шудааст, ки дар дохили он электролит мавҷуд аст. Бо вуҷуди ин, интиқоли ионҳо дар дохили CBD нисбат ба минтақаи электролити соф сусттар аст ва танҳо қисми муайяни сатҳи маводи фаъол аз ҷиҳати электрохимиявӣ дастрас ҳисоб шудааст.

Аз ин рӯ, доимиҳои реаксия барои ду интерфейс фарқ карда шудаанд. Дар тамоси бевосита бо электролит \(k_I=k_0\), дар минтақаи тавассути CBD тамосгирифта бошад муносибати \(k_{II}=(1-\gamma)k_0\) истифода шудааст.

Интиқоли литий дар маводи фаъол чӣ гуна модел шудааст?

Зичии литий дар дохили маводи фаъол бо қонуни дуюми Fick ифода шудааст:

\[ \frac{\partial c_s}{\partial t} = \nabla\cdot(D_s\nabla c_s) \]

• \(c_s\), зичии литий дар дохили маводи фаъол аст.
• \(D_s\), коэффисиенти диффузияи литий дар маводи фаъол мебошад.
• \(t\), вақт аст.

Ҷараён дар сарҳади маводи фаъол–электролит бо суръати реаксияи электрохимиявӣ вобаста карда шудааст:

\[ -D_s\nabla c_s\cdot\mathbf{n} = \frac{j}{F} \]

• \(\mathbf{n}\), нормали воҳидӣ мебошад, ки ба беруни маводи фаъол нигаронида шудааст.
• \(j\), зичии ҷараёни маҳаллии реаксияи электрохимиявӣ мебошад.
• \(F\), доимии Faraday аст.

Пас аз табдили сарҳади ҳамворшуда, муодилаи ҳаҷм ва шарти сарҳадии интерфейс дар як муодила муттаҳид шудаанд:

\[ \psi\frac{\partial c_s}{\partial t} = \nabla\cdot \left( \psi D_s^{*}\nabla c_s \right) - |\nabla\psi|\frac{j}{F} \]

Дар ин муодила \(|\nabla\psi|\) танҳо дар сарҳади ҳамворшудаи фаза ба бузургии назаррас мерасад, бинобар ин реаксияи сатҳӣ бе таъини рӯйхати алоҳидаи сарҳадҳои геометрӣ ба минтақаи ҳисоббарорӣ дохил мешавад.

Интиқоли ионҳо дар электролит чӣ гуна баррасӣ шудааст?

Электролит ба ду минтақа ҷудо шудааст. Дар сӯрохҳои соф ҳиссаи ҳаҷмии электролит 1, дар сӯрохҳои дохили CBD бошад \(\varepsilon_{\mathrm{CBD}}\) қабул шудааст.

Коэффисиенти самараноки диффузияи ион:

\[ D_{\mathrm{eff}}=D_e\varepsilon^b \]

мебошад. Дар ин ҷо \(D_e\) коэффисиенти диффузия дар электролити соф, \(\varepsilon\) сӯрохнокии маҳаллӣ ва \(b\) коэффисиенти Bruggeman аст. Дар таҳқиқот \(b=1{,}5\) истифода шудааст.

Коҳиши сӯрохнокӣ дар минтақаи CBD ба паст шудани диффузияи самаранок ва ноқилияти ионӣ оварда мерасонад. Дар модели ҳамворшуда сӯрохнокии маҳаллӣ:

\[ \varepsilon^{*} = 1-\gamma+\gamma\varepsilon_{\mathrm{CBD}} \]

ба ин шакл вазн дода шудааст. Берун аз CBD, вақте \(\gamma=0\), арзиш ба 1 ва дар дохили CBD, вақте \(\gamma=1\), ба \(\varepsilon_{\mathrm{CBD}}\) наздик мешавад.

Реаксияи электрохимиявӣ чӣ гуна ҳисоб шудааст?

Реаксияи ҷойгиркунии литий дар сатҳи маводи фаъол бо муодилаи Butler–Volmer модел шудааст:

\[ j = j_0 \left[ \exp\left( \frac{\alpha_aF\eta}{RT} \right) - \exp\left( -\frac{\alpha_cF\eta}{RT} \right) \right] \]

Потенсиали изофӣ:

\[ \eta = \phi_s-\phi_e-U(c_s) \]

ва зичии ҷараёни мубодила:

\[ j_0 = Fk^{*} c_e^{\alpha_c} c_s^{\alpha_c} (c_{s,\max}-c_s)^{\alpha_c} \]

муайян шудаанд.

• \(\phi_s\), потенсиали фазаи сахт аст.
• \(\phi_e\), потенсиали электролит аст.
• \(U(c_s)\), потенсиали занҷири кушодаи вобаста ба зичӣ мебошад.
• \(c_{s,\max}\), зичии максималии литий дар маводи фаъол аст.
• \(\alpha_a\) ва \(\alpha_c\), коэффисиентҳои интиқоли анодӣ ва катодӣ мебошанд.

Бо қабул кардани он ки интиқоли электрон аз интиқоли ион хеле тезтар аст, зарраҳои маводи фаъол ҳампотенсиалӣ ҳисоб шудаанд. Дар дохили фазаи сахт муодилаи алоҳидаи фазоии потенсиал ҳал нашуда; шарте истифода шудааст, ки ҷараёнҳои реаксия дар тамоми сатҳҳо ба ҷараёни умумии татбиқшуда баробар бошанд:

\[ \int_{\Gamma}j\,ds=I_{\mathrm{app}} \]

Чаро потенсиали электролит аз ҷиҳати ҳисоббарорӣ муҳим аст?

Ҷараёни ионӣ дар электролит бо таъсири муштараки градиенти потенсиал ва градиенти зичӣ ҳисоб шудааст:

\[ \nabla\cdot (\kappa_{\mathrm{eff}}\nabla\phi_e) + \nabla\cdot (\kappa_D\nabla\ln c_e) = 0 \]

Дар табдили сарҳади ҳамворшуда ҷараёни сатҳӣ ба муодила ворид карда шуда, шакли пурраи майдонии зерин ҳосил шудааст:

\[ \nabla\cdot \left[ (1-\psi)\kappa_e^{*}\nabla\phi_e \right] + \nabla\cdot \left[ (1-\psi)\kappa_D^{*}\nabla\ln c_e \right] = -j \]

Ин муодилаи монанд ба Poisson дар ҳар қадами вақт низоми калони муодилаҳои хаттии sparse ба вуҷуд меорад. Муқоисаи AMGX дар таҳқиқот на барои ҳамаи муодилаҳои электрохимиявӣ, балки маҳз барои ҳамин муодилаи аз ҷиҳати ҳисоббарорӣ ҳукмрон анҷом шудааст.

Дискретизатсияи вақт ва фазо чӣ гуна анҷом шудааст?

Муҳаққиқон барои вақт фарқи ақибрави дараҷаи аввал ва барои фазо схемаи фарқи марказии дараҷаи дуюмро дар шабакаи мунтазам истифода кардаанд.

Дар ҳар қадами нави вақт пайдарпайии амалҳо чунин аст:

1. Бо истифода аз муодилаи Butler–Volmer ва шарти умумии ҷараёни galvanostatic ҷараёни нави реаксия \(j^{n+1}\) ҳисоб карда мешавад.
2. Зичии маводи фаъол \(c_s^{n+1}\) ҳал мешавад.
3. Зичии электролит \(c_e^{n+1}\) ҳал мешавад.
4. Бо истифода аз майдони навшудаи зичӣ потенсиали электролит \(\phi_e^{n+1}\) ҳал мешавад.

Муодилаҳо ба таври пурра ҳамзамон ва monolithic ҳал нашуда, пайдарпай ҷудо карда шудаанд. Ин интихоб метавонад арзиши ҳисоббарориро кам кунад; аммо дар ҳолати пайвастагии хеле қавӣ ҳассосият ба қадами вақт бояд алоҳида таҳқиқ шавад. Таҳқиқот ҷадвали муфассали ҳассосият ба қадамҳои гуногуни вақт пешниҳод накардааст.

Меъмории асосии ҳалкунандаи GPU чӣ гуна аст?

Шакли 2 истифодаи якҷояи multigrid-и геометрӣ ва усули градиенти ҳамроҳшударо нишон медиҳад. Усули multigrid хатогиҳои басомади фазоии гуногунро дар сатҳҳои гуногуни шабака кам мекунад:

• Шабакаҳои майда хатогиҳои маҳаллии басомади баландро коркард мекунанд.
• Шабакаҳои дағал хатогиҳои басомади пасти сусттағйирёбандаро кам мекунанд.
• Бақия ба шабакаи дағал интиқол дода мешавад.
• Ислоҳи шабакаи дағал боз ба шабакаи майда интерполятсия мешавад.

Азбаски усули multigrid танҳо дар фарқиятҳои калони хусусият байни фазаҳо метавонад ноустувор шавад, ҳамчун ҳалкунандаи асосӣ усули градиенти ҳамроҳшуда истифода шудааст. Multigrid-и геометрӣ пешшартгузори низоми градиенти ҳамроҳшуда мебошад.

Амали ҳамворкунӣ дар ҳар сатҳи шабака бо усули сурх–сиёҳи Gauss–Seidel иҷро шудааст. Гиреҳҳо мисли тахтаи шоҳмот ба ду гурӯҳ ҷудо шудаанд. Азбаски гиреҳҳои якранг мустақиман ба ҳам вобаста нестанд, онҳо метавонанд параллел нав карда шаванд.

Кадом такмилҳои махсуси GPU татбиқ шудаанд?

• Зарбкунии матритса-вектор дар асоси stencil: Дар шабакаи сохторӣ индексҳои гиреҳҳои ҳамсоя ҳангоми иҷро ҳисоб шуда, зарурати нигоҳ доштани индексҳои сутуни матритсаи sparse дар хотира бартараф шудааст.
• Муттаҳидсозии ядроҳои GPU: Ҳисоби бақия, навсозии вектор ва баъзе ҳосилҳои дохилӣ дар як даъвати ядро муттаҳид шудаанд.
• Коҳиши гузаришҳои хотира: Аз хотираи глобалии GPU такроран хондани ҳамон майдонҳо маҳдуд шудааст.
• Баромади барвақт дар асоси ранг: Барои ҳар гиреҳ як thread оғоз шуда, танҳо гиреҳҳои ранги коркардшаванда нав шудаанд. Ин интихоб дастрасии мунтазами хотираро нигоҳ доштааст.
• Шумораи собити ҳамсояҳо: Дар ду андоза чор ва дар се андоза шаш ҳамсоя ҳангоми компилятсия собит карда шуда, шохабандии зиёдатӣ бартараф шудааст.
• Ҳазфи даъватҳои нолозими ҳамзамонсозӣ: Тартиби пешфарзи CUDA stream истифода шуда, интизориҳои иловагӣ дар охири ҳар sweep кам карда шудаанд.
• Умқи мутобиқшавандаи multigrid: Вобаста ба андозаи шабака шумораи гуногуни сатҳҳои дағал истифода шудааст.
• Оғози гарм: Ҳалли қадами қаблии вақт ҳамчун тахмини ибтидоии қадами навбатӣ истифода шудааст.

Ҳалли таҳияшуда бо CUDA C++ татбиқ шуда, ба нармафзоре илова шудааст, ки муҳаққиқон онро Advanced Battery Designer ё кӯтоҳ ABD номидаанд. Дар таҳқиқот анбори кушодаи ин нармафзор ё коди манбаъ пешниҳод нашудааст.

Санҷиши геометрияи содда чӣ гуна омода шудааст?

Геометрияи санҷишӣ аз зарраи сферии маводи фаъол бо диаметри 10 микрометр иборат аст, ки дар маркази куби 50 × 50 × 50 микрометр ҷойгир шудааст.

Барои ҳалли сарҳади ҳамворшуда се шабака истифода шудаанд:

• 50 × 50 × 50 гиреҳ
• 100 × 100 × 100 гиреҳ
• 200 × 200 × 200 гиреҳ

Низом дар суръати разряди 3C давоми 300 сония кор карда шудааст. Дар сатҳи сфера ҷараёни якхелаи реаксия, дар сарҳади x = 50 микрометр ҷараёни ионии баробар ба ҷараёни татбиқшуда ва потенсиали истинодии сифр volt татбиқ шудаанд. Барои дигар сарҳадҳои беруна шартҳои инъикосии ҷараёни сифр истифода шудаанд.

Дар Шакли 3 дар тӯли хати сурхи истинодӣ се бузургӣ муқоиса шудаанд:

• Зичии литий дар маводи фаъол
• Зичии ионҳои литий дар электролит
• Потенсиали электролит

Каҷҳои COMSOL ва нуқтаҳои сарҳади ҳамворшуда дар дохили фазаҳо асосан ҳамдигарро мепӯшонанд. Дар интерфейс бошад, азбаски модели ҳамворшуда майдонро ба чанд ҳуҷайраи шабака паҳн мекунад, аз ҳалли COMSOL бо интерфейси тез фарқ мекунад. Бо майдатар шудани шабака натиҷаҳо дар дохили фаза ба истинод наздик мешаванд.

Гарчанде таҳқиқот истилоҳҳои “паст” ё “ночиз”-и хаторо истифода мебарад, нормаҳои хаторо дар шакли ҷадвал пешниҳод накардааст. Аз ин рӯ, ҳадди хатои миқдории санҷишро аз нав ҳисоб кардан мумкин нест.

Муқоисаи AMGX чӣ гуна гузаронида шуд?

Озмоиши иҷроиш бо куби 512 × 512 × 512 микрометр ва минтақаи сферии диаметраш 256 микрометр дар маркази он омода шудааст. Ба сатҳи сфера зичии ҷараёни доимии 10 mA/cm² татбиқ шудааст.

Ҳар санҷиш 100 маротиба такрор шуда, вақти миёнаи қадами вақт гузориш шудааст. Меъёри convergence:

\[ \frac{\|r\|}{\|b\|}<10^{-8} \]

муайян шудааст.

AMGX китобхонаи умумии алгебраи хаттӣ мебошад. Ҳалкунандаи пешниҳодшуда бошад махсус барои шабакаи мунтазами SBM бо ҳамсоягии собит тарҳрезӣ шудааст. Аз ин рӯ, муқоиса на он қадар ду татбиқи баробари умумӣ, балки фарқи байни ҳалкунандаи махсуси масъала ва ҳалкунандаи умумиро нишон медиҳад.

Дар GPU-ҳои гуногун чӣ натиҷаҳо гирифта шуданд?

A100 дар се шабакае, ки ба хотира ҷой шуданд, вақти пасттаринро таъмин кард. MetaX C550 дар масъалаҳои хурдтар сусттар буд, аммо дар шабакаи 256³ ба A100 наздик шуд. Масъалаи калонтарин танҳо ба C550 бо 64 GB хотира ҷой шуд.

Шабакаи 512³ тақрибан 134.217.728 гиреҳ дорад. Натиҷаи 1,3145 сония барои ҳар қадами вақт нишон медиҳад, ки масъалаи калон дар хотираи як GPU ҳалшаванда аст. Аммо таҳлили пурраи разряд метавонад ҳазорҳо ё бештар қадамҳои вақт талаб кунад; аз ин рӯ, ин арзиш танҳо нишон намедиҳад, ки симулятсияи тамоми ҳуҷайра дар вақти воқеӣ анҷом меёбад.

Геометрияи воқеитари электрод чӣ гуна сохта шуд?

Сохтори электрод бо истифода аз маълумоти морфологии таҷрибавии қаблан нашршуда аз нав сохта шудааст. Зарраҳои маводи фаъол бо усули унсурҳои дискретӣ тавлид шуда, геометрияи CBD бо воситаи MatBox илова шудааст.

Андозаҳои зарраҳо ба тақсимоти Gamma бо параметри шакл 2,62 ва параметри миқёс 2,17 асос ёфтаанд. Диаметри миёнаи гузоришшуда 5,69 микрометр ва инҳирофи стандартӣ 3,51 микрометр аст.

Дар Шакли 4 маводи фаъол сабз, CBD сурх ва сӯрохҳои электролити соф кабуд нишон дода шудаанд. Диён аст, ки CBD дар байни зарраҳо шабакаи номунтазам ва пайвастаро ташкил медиҳад.

Дар модели воқеитари электрод кадом параметрҳои мавод истифода шуданд?

Дар ҷадвал барои коэффисиенти electromigration \(t_+\) арзиши ададӣ дода нашудааст. Гуфта шудааст, ки параметрҳои кинетикӣ барои мутобиқат ба натиҷаҳои таҷрибавии шиддат калибр шудаанд.

Муқоиса бо каҷҳои таҷрибавии разряд чӣ гуна анҷом шуд?

Модел дар диапазони 1–12 mA/cm² ба таври galvanostatic кор карда шудааст. Дар таҳқиқот гуфта шудааст, ки тақрибан 3 mA/cm² ба 1C мувофиқ аст.

Дар Шакли 5:

• Нуқтаҳо ченкуниҳои таҷрибавии қаблан нашршударо,
• Хатҳои пайваста натиҷаҳои модели сарҳади ҳамворшударо нишон медиҳанд.

Моделе, ки CBD дар он ба таври ошкор ифода шудааст, шакли умумии каҷҳои таҷрибавии шиддат–иқтидорро дар зичиҳои ҷараёни 1, 3, 6, 8, 10 ва 12 mA/cm² пайгирӣ кардааст. Бо зиёд шудани ҷараён паст шудани иқтидор ва шиддати корӣ аз ҷониби модел бозтавлид шудааст.

Бо вуҷуди ин, таҳқиқот:

• Хатои мутлақи миёна, RMSE ё дигар ченаки ададии мутобиқатро пешниҳод накардааст.
• Тақсимоти такрорҳои таҷрибавӣ ё error bar-ҳоро нишон надодааст.
• Параметрҳои кинетикиро бо ҳамин каҷҳо калибр кардааст.
• Маҷмӯи ҷудогонаи калибронӣ ва маҷмӯи мустақили санҷиширо муайян накардааст.

Аз ин рӯ, муқоиса нишон медиҳад, ки модел метавонад каҷҳои таҷрибавиро ифода кунад; аммо ин санҷиши комилан кӯр ва мустақили пешгӯӣ нест.

Ҳангоми хориҷ кардани CBD аз модел чӣ рӯй дод?

Муқоисаи бе CBD барои намояндагии электроди воқеан истеҳсолшаванда анҷом нашудааст. Дар модел \(\gamma(\mathbf{r})\) дар ҳама ҷо ба сифр гузошта шуда, минтақаи CBD ҳамчун электролити соф арзёбӣ шудааст.

Дар натиҷаи ин тағйир:

• Ҳаракати ионҳо дар тамоми ғафсии электрод осонтар шуд.
• Градиенти зичии электролит коҳиш ёфт.
• Потенсиали изофии барои реаксия зарур паст шуд.
• Модел иқтидори баландтар аз ченкуниҳои таҷрибавиро пешгӯӣ кард.
• Поляризатсияи шиддат камтар аз воқеият ҳисоб шуд.

CBD поляризатсияро тавассути ду механизм зиёд мекунад. Якум, бо ишғол кардани ҳаҷми сӯрохҳо байни зарраҳо роҳҳои ионҳоро дароз карда, диффузияи самаранокро кам мекунад. Дуюм, бо пӯшонидани қисми сатҳи маводи фаъол тамоси бевоситаи электролит ва масоҳати барои реаксия дастрасро кам мекунад.

Оё сохтори нано-сӯрохдори CBD бевосита ҳал шудааст?

Не. Сӯрохҳои воқеии дохили CBD метавонанд дар миқёси даҳҳо ё садҳо nanometer бошанд. Ҳалли бевоситаи ин сӯрохҳо ҳамроҳ бо тамоми микросохтори электрод шумораи шабакаро хеле зиёд мекунад.

Аз ин рӯ, CBD ҳамчун муҳити гомогении сӯрохдор бо сӯрохнокии муодил ва хусусиятҳои самараноки интиқол ифода шудааст. Дар ҳоле ки коэффисиенти Bruggeman ва 50 фоиз сӯрохнокии истифодашуда дар таҳқиқот таъсири tortuosity-и пасти тақрибан 1,4 ба вуҷуд меорад, дар таҳқиқоти таҷрибавии манбаъ гузориш шудааст, ки ноқилияти самараноки ионии CBD танҳо 1,78 фоизи электролити соф аст.

Муҳаққиқон ин фарқро ба таври ғайримустақим бо коэффисиенти диффузияи электролити 2,1 × 10⁻¹¹ m²/s, ки аз меъёр паст интихоб шудааст, ифода кардаанд. Пас модел геометрияи воқеии сӯрохҳои CBD-ро ҳал намекунад; таъсири миёнаи монеагии онро бо коэффисиенти калибршуда ба ҳисоб мегирад.

Тақсимоти майдон дар шароити 6 mA/cm² чиро нишон медиҳад?

Шакли 6 майдонҳоро пас аз 750 сония разряд дар зичии ҷараёни 6 mA/cm², дар иқтидори 1,25 mAh/cm² нишон медиҳад.

Дар ҳолати дорои CBD:

• Зарраҳои маводи фаъол дар назди сепаратор бештар литий шудаанд.
• Қисми муҳими зарраҳо дар тарафи коллектори ҷараён камтар фаъол мондаанд.
• Литийи электролит дар назди коллектори ҷараён қариб тамом шудааст.
• Дар тарафи сепаратор ҷамъшавии ионҳо ба вуҷуд омадааст.
• Дар тӯли электролит фарқи потенсиалии тақрибан 0,42 V ҳисоб шудааст.

Ионҳои литий аз тарафи сепаратор ба электрод ворид мешаванд ва ҳангоми ҳаракат аз ҷониби маводи фаъол истеъмол мегарданд. Барои расидан ба минтақаи назди коллектори ҷараён онҳо бояд тамоми ғафсии электродро тай кунанд. Вақте CBD ин роҳро боз ҳам душвортар мекунад, таъминоти ионӣ дар минтақаҳои дур нокифоя мешавад.

Барои нигоҳ доштани ҳамон ҷараёни умумӣ низом маҷбур мешавад потенсиали изофии бештар тавлид кунад ва шиддати ҳуҷайра зудтар паст мешавад.

Тарҳи электроди сӯрохдор чӣ гуна сохта шудааст?

Муҳаққиқон чор канали симметриро муайян кардаанд, ки дар самти x дар тамоми электрод тӯл мекашанд. Диаметри ҳар канал 2 микрометр аст. Дар минтақаҳои канал ҳам маводи фаъол ва ҳам CBD хориҷ шуда, минтақа ба роҳи интиқоли пур аз электролит табдил дода шудааст.

Дар Шакли 7 каналҳо ҳамчун чор силиндраи кабуд дида мешаванд, ки дар буришҳои гуногун идома доранд. Ҳадафи тарҳ ин аст, ки ионҳо ба ҷойи гузаштан аз шабакаи печидаи CBD ва сӯрохҳо, аз сепаратор ба самти коллектори ҷараён мустақимтар ҳаракат кунанд.

Тарҳи сӯрохкунӣ иқтидорро чӣ гуна тағйир дод?

Дар Шакли 8 каҷҳои симулятсияи электродҳои сӯрохдор ва бесӯрох муқоиса шудаанд. Бо қабул кардани шиддати қатъ 3,2 V:

Дар ҷараёни паст, азбаски интиқоли ионҳо ба мувозинат наздик мемонад, фоидаи иловагии каналҳои мустақим маҳдуд аст. Бо зиёд шудани ҷараён маҳдудияти интиқол меафзояд ва роҳи кӯтоҳе, ки каналҳо фароҳам мекунанд, муҳимтар мешавад.

Афзоиши 117 фоиз афзоиши нисбӣ нисбат ба иқтидори пастмондаи электроди бесӯрох дар суръати баланд мебошад. Ин маънои онро надорад, ки иқтидори назариявии электрод 117 фоиз зиёд ё зичии энергия ду баробар шудааст.

Мубодилаи асосии тарҳи сӯрохкунӣ чист?

Каналҳо интиқоли ионро беҳтар мекунанд, вале ҳаҷми маводи фаъол ва CBD-ро кам мекунанд. Агар шумора ё диаметри сӯрохҳо аз ҳад зиёд шавад:

• Боркунии маводи фаъол ба як воҳиди масоҳат ва ҳаҷм метавонад кам шавад.
• Иқтидори назариявӣ метавонад кам шавад.
• Шабакаи интиқоли электрон метавонад қатъ шавад.
• Устувории механикии электрод метавонад тағйир ёбад.
• Вақт ва арзиши истеҳсол метавонад зиёд шавад.

Дар таҳқиқот танҳо чор канали 2 микрометрӣ арзёбӣ шудаанд. Диаметр, фосила, намуна ва ҳаҷми умумии хориҷшудаи сӯрохҳо оптимизатсия нашудаанд. Таҳлили механикӣ, гармӣ ё умри даврӣ анҷом нашудааст.

Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот кадомҳоянд?

• Маводи фаъол, CBD ва электролитро ҳамчун се фаза бо хусусиятҳои физикии ҷудогона ҳал мекунад.
• Ду интерфейси гуногуни маводи фаъол–электролитро ба кинетикаи реаксия дохил мекунад.
• Аз минтақаи ҳисоббарории мунтазам истифода мекунад, ки эҳтиёҷ ба шабакаи мураккаби мутобиқ ба геометрияро кам мекунад.
• Усул бо ҳалли FEM-и интерфейси тез дар геометрияи содда муқоиса шудааст.
• Рафтори convergence дар ҳалҳои гуногуни шабака ба таври визуалӣ таҳқиқ шудааст.
• Бо AMGX дар ҳамон меъёри convergence муқоисаи иҷроиш гузаронида шудааст.
• Се платформаи GPU — V100, A100 ва MetaX C550 — арзёбӣ шудаанд.
• Масъалаи тақрибан 134 миллион гиреҳ дар як GPU иҷро шудааст.
• Геометрияи сеандозаи AM–CBD–сӯрох, ки ба хусусиятҳои воқеии электрод асос ёфтааст, истифода шудааст.
• Бо каҷҳои таҷрибавии разряд дар зичиҳои ҷараёни гуногун муқоиса анҷом шудааст.
• Таъсири CBD ба каҷи макроскопии шиддат бо майдонҳои маҳаллии зичӣ ва потенсиал шарҳ дода шудааст.
• Тарҳи электроди сӯрохдор дар шароити разряди баландсуръат ба таври муқоисавӣ санҷида шудааст.

Маҳдудиятҳои асосии таҳқиқот кадомҳоянд?

• Таҳқиқот preprint аст ва аз арзёбии ҳамтоён нагузаштааст.
• Дар графикҳои санҷиш нормаҳои миқдории хато гузориш нашудаанд.
• Фарқҳо дар атрофи интерфейси ҳамворшуда “ночиз” нестанд ва равшан дида мешаванд.
• Муқоисаи иҷроиш бештар ба муодилаи потенсиали электролит равона шудааст, на ба тамоми қадами вақти чандмайдона.
• Муқоисаи AMGX ҳалкунандаи махсуси масъала ва ҳалкунандаи умумиро муқоиса мекунад.
• Муқоисаи вақти end-to-end бо FEM-и CPU ё нармафзори дигари тамоми майдони электрод дода нашудааст.
• Масрафи энергияи барқ ё таҳлили арзиши GPU анҷом нашудааст.
• Сохтори воқеитари электрод на бевосита аз ҳаҷми tomographic, балки аз геометрияи синтетикии аз рӯи тақсимот тавлидшуда сохта шудааст.
• Сохтори nano-сӯрохдори CBD бевосита ҳал нашуда, муҳити гомогении сӯрохдор қабул шудааст.
• Tortuosity-и CBD ба таври ғайримустақим дар коэффисиенти пасти калибршудаи диффузияи электролит ифода шудааст.
• Параметрҳои кинетикӣ ба каҷҳои таҷрибавии муқоисашаванда мувофиқ карда шудаанд.
• Маҷмӯи мустақили калибронӣ ва санҷишӣ муайян нашудааст.
• Барои каҷҳои таҷрибавӣ error bar ва меъёрҳои ададии мутобиқат пешниҳод нашудаанд.
• Тарҳи электроди сӯрохдор ба таври таҷрибавӣ истеҳсол ва санҷида нашудааст.
• Шумора, диаметр ва ҷойгиршавии сӯрохҳо оптимизатсия нашудаанд.
• Таъсири сӯрохкунӣ ба устувории механикӣ ва зичии ҳаҷмии энергия ҳисоб нашудааст.
• Васеъшавии маводи фаъол, шикастан ва ҳаракати зарраҳо ба модел дохил нашудаанд.
• Рушди SEI, plating-и литий ва талафи иқтидор модел нашудаанд.
• Ҳосилшавии гармӣ ва тақсимоти ҳарорат ҳал нашудаанд.
• Пиршавии даврӣ ё ҳодисаи бехатарӣ моделсозӣ нашудааст.
• Як GPU истифода шудааст; масштабшавӣ ба чанд GPU ба кори оянда гузошта шудааст.
• Коди манбаъ ва маҷмӯи пурраи додаҳо дар анбори кушода нашр нашудаанд.

Таҳқиқот чиро дастгирӣ мекунад?

• Усули сарҳади ҳамворшуда метавонад геометрияҳои номунтазами электродҳои бисёрфазаро дар шабакаи мунтазам ифода кунад.
• Дар санҷиши соддаи сферӣ натиҷаҳои зичӣ ва потенсиал дар дохили фаза ба ҳалли COMSOL наздик мондаанд.
• Ҳалкунандаи махсуси multigrid–градиенти ҳамроҳшудаи GPU дар муодилаи потенсиали таҳқиқшуда аз AMGX назаррас тезтар аст.
• Масъалаи потенсиалии 134 миллион гиреҳ бо хотираи кофии GPU тақрибан дар 1,3 сония ҳал шудааст.
• Ифодаи ошкори CBD бозтавлиди каҷҳои таҷрибавии разряди электроди NMC622-и таҳқиқшударо беҳтар кардааст.
• CBD дар модел интиқоли ионро маҳдуд ва поляризатсияи электрохимиявиро зиёд кардааст.
• Чор канали мустақим иқтидори ададиро дар зичии ҷараёни баланд нисбат ба ҳолати бесӯрох зиёд карданд.
• Усул иқтидори ҳисоббарориро барои сканҳои васеи параметрӣ ва муқоисаи геометрияҳои электрод пешниҳод мекунад.

Таҳқиқот чиро исбот намекунад?

• Исбот намекунад, ки ҳамаи электродҳои литий-ионӣ 200 маротиба тезтар симулятсия мешаванд.
• Нишон намедиҳад, ки тамоми қадами электрохимиявӣ дар 134 миллион гиреҳ дар 1,3 сония анҷом меёбад.
• Исбот намекунад, ки усули сарҳади ҳамворшуда дар ҳар геометрия ва ҳалкунанда мисли FEM дақиқ аст.
• Нишон намедиҳад, ки хатогиҳои назди интерфейс барои ҳамаи татбиқҳо беаҳамиятанд.
• Нишон намедиҳад, ки CBD дар ҳар химияи электрод ҳамон андоза поляризатсия ба вуҷуд меорад.
• Исбот намекунад, ки параметрҳои калибршуда ба электроди дигари NMC622 мустақиман интиқол дода мешаванд.
• Нишон намедиҳад, ки тарҳи чорсӯрох дар ҳуҷайраи воқеӣ 20–117 фоиз афзоиши иқтидор медиҳад.
• Исбот намекунад, ки электроди сӯрохдор зичии ҳаҷмии энергия ё умри давриро беҳтар мекунад.
• Нишон намедиҳад, ки усул thermal runaway, сӯхтор ё дигар масъалаҳои бехатарии батареяро пешгӯӣ мекунад.
• Нишон намедиҳад, ки нармафзори Advanced Battery Designer аз ҷониби корбарони мустақил бозтавлид шудааст.
• Муайян намекунад, ки як тарҳ беҳтарин меъмории электрод барои истеҳсол аст.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот

Хулосаи техникии тарҳи таҳқиқот

Хулосаи санҷиши геометрияи содда

Шароити озмоиши иҷроиши GPU

Тафсири дурусти натиҷаҳои иҷроиш

Хулосаи механизми таъсири CBD

Ҳудудҳои натиҷаҳои электроди сӯрохдор

Паёмҳои асосии шаклҳо

• Шакли 1: Фазаҳои маводи фаъол, CBD ва электролит ва ду интерфейсро, ки мустақим ё тавассути CBD ба вуҷуд меоянд, нишон медиҳад.
• Шакли 2: Меъмории ҳалкунандаи GPU-ро нишон медиҳад, ки V-cycle-и multigrid ва гурӯҳбандии гиреҳҳои сурх–сиёҳро истифода мебарад.
• Шакли 3: Дар санҷиши маводи фаъоли сферӣ наздик шудани натиҷаҳои SBM ба каҷҳои COMSOL-ро дар се ҳалнокии шабака нишон медиҳад.
• Шакли 4: Зарраҳои маводи фаъолро, ки бо усули унсурҳои дискретӣ тавлид шудаанд, ва буриши AM–CBD–сӯрохро нишон медиҳад.
• Шакли 5: Нишон медиҳад, ки модели дорои CBD каҷҳои таҷрибавии разрядро нисбат ба модели бе CBD беҳтар пайгирӣ мекунад.
• Шакли 6: Нишон медиҳад, ки CBD литийшавии маводи фаъол, градиенти зичии электролит ва фарқи потенсиалро зиёд мекунад.
• Шакли 7: Чор канали симметрии интиқоли ионро дар тӯли ғафсии электрод нишон медиҳад.
• Шакли 8: Нишон медиҳад, ки сӯрохкунӣ дар зичии ҷараёни баланд поляризатсияро кам ва иқтидори ҳисобшударо зиёд мекунад.

Ҳолати натиҷаҳо аз рӯи сатҳи далел

Ёддошт оид ба манбаъ ва усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: A GPU-Accelerated Smoothed Boundary Model for Large-Scale Heterogeneous Multiphase Electrochemical Simulations of Lithium-Ion Electrodes

Муаллифон: Yunkai Wu, Wangwang Kuang, Ling Xiao, Jin Dai, Kui Gong, Xushan Zhao ва Yin Wang.

Тартиби муаллифон: Yunkai Wu аввал, Wangwang Kuang дуюм, Ling Xiao сеюм, Jin Dai чорум, Kui Gong панҷум, Xushan Zhao шашум ва Yin Wang ҳафтум мебошанд.

Саҳми баробар: Yunkai Wu ва Wangwang Kuang саҳми баробар гузоштаанд.

Муаллифони масъул:

• Wangwang Kuang: wwkuang@foxmail.com
• Kui Gong: gongkui@hzwtech.com
• Xushan Zhao: ZhaoXS@catl-21c.com

Пайвастагиҳои муассисавӣ:

1. Hongzhiwei Technology (Shanghai) CO.LTD., Shanghai 200120, Чин.
2. HZW-CATL Lab, Shanghai 200120, Чин.
3. 21C Innovation Laboratory, Contemporary Amperex Technology Ltd. (CATL), Ningde, Чин.

Мувофиқати муаллиф–муассиса:

• Yunkai Wu: Hongzhiwei Technology ва HZW-CATL Lab.
• Wangwang Kuang: Hongzhiwei Technology ва HZW-CATL Lab.
• Ling Xiao: Hongzhiwei Technology ва HZW-CATL Lab.
• Jin Dai: CATL 21C Innovation Laboratory.
• Kui Gong: Hongzhiwei Technology ва HZW-CATL Lab.
• Xushan Zhao: HZW-CATL Lab ва CATL 21C Innovation Laboratory.
• Yin Wang: Hongzhiwei Technology ва HZW-CATL Lab.

DOI:10.2139/ssrn.7197194

Платформаи нашр: SSRN.

Пайванди расмии манбаъ:Сабти таҳқиқоти SSRN

Санаи боргузорӣ ба SSRN: 28 Июл 2026.

Шумораи саҳифаҳо: 34.

Навъи манбаъ: Preprint, ки рушди модели электрохимиявии бисёрфаза, суръатбахшии GPU, санҷиши ададӣ ва татбиқи тарҳи электродро дар бар мегирад.

Вазъи ҳамтоёнӣ: Таҳқиқот аз арзёбии ҳамтоён нагузаштааст. Дар ҳар саҳифа огоҳии “This preprint research paper has not been peer reviewed” мавҷуд аст.

Маҷалла: Номи маҷаллаи ҳамтоёнӣ, санаи қабул, ҷилд, шумора ё рақами ниҳоии мақола вуҷуд надорад.

Ношири аслӣ: Барои нашри ниҳоии ҳамтоёнӣ маълумоти ношир вуҷуд надорад. Версияи баррасишуда preprint-и SSRN мебошад.

Маблағгузорӣ: Таҳқиқот бо фонди 2024ZD0607100-и Вазорати саноат ва технологияҳои иттилоотии Ҷумҳурии Мардумии Чин дастгирӣ шудааст.

Саҳми муаллифон:

• Yunkai Wu: Усул, таҳлили формалӣ, нармафзор, таҳқиқот ва танзими додаҳо.
• Wangwang Kuang: Консептуализатсия, усул, тарҳи аввал, бозбинӣ ва таҳрир.
• Ling Xiao: Танзими додаҳо, нармафзор, визуализатсия ва санҷиш.
• Jin Dai: Таҳлили формалӣ, танзими додаҳо ва санҷиш.
• Kui Gong: Захираҳо, гирифтани маблағгузорӣ ва идоракунии лоиҳа.
• Xushan Zhao: Машварат ва гирифтани маблағгузорӣ.
• Yin Wang: Машварат, бозбинӣ ва таҳрир.

Дастрасӣ ба додаҳо: Гуфта шудааст, ки додаҳо бо дархост мубодила мешаванд. Пайванди анбори кушодаи додаҳо пешниҳод нашудааст.

Дастрасӣ ба код: Анбори кушодаи ҳалкунандаи CUDA C++ ё нармафзори Advanced Battery Designer нишон дода нашудааст.

Бархӯрди манфиатҳо: Дар версияи боршуда изҳороти ошкори бархӯрди манфиатҳо вуҷуд надорад.

Кумитаи этикӣ: Таҳқиқот кори ададии муҳандисӣ мебошад, ки иштирокчии инсон ё ҳайвон надорад. Маълумоти кумитаи этикӣ дода нашудааст.

Ин шарҳи тоҷикӣ дар асоси модели математикӣ, усулҳои ададӣ, татбиқи GPU, ҷадвалҳо ва натиҷаҳои Шаклҳои 1–8-и таҳқиқоти 34-саҳифаи боршуда омода шудааст. Ба он таҷрибаи физикии ҳуҷайра, натиҷаи бехатарӣ, умри даврӣ, арзиши истеҳсол ё даъвои муваффақияти тиҷорӣ, ки дар таҳқиқот нестанд, илова нашудаанд. Манбаъҳои беруна танҳо барои санҷиши библиографии ном, DOI, санаи сабти SSRN, вазъи нашр ва шахсияти муассисаҳо истифода шудаанд.

Натиҷаи “тақрибан 200 маротиба суръатбахшӣ” дар таҳқиқот набояд ҳамчун вақти end-to-end-и тамоми низоми электрохимиявии бисёрфаза тафсир шавад. Қисми муқоисашуда дар Ҷадвали 3 низоми муодилаҳои хаттӣ барои потенсиали электролит мебошад. Ҳалкунандаи махсус дар шабакаҳои 64³ ва 128³ мутаносибан 169 ва 248 маротиба суръатбахшӣ додааст.

Вақти тақрибан 1,3 сония барои 134 миллион гиреҳ низ ба як қадами ҳалли потенсиал тааллуқ дорад. Симулятсияи пурраи разряд ҳамроҳ бо ҳисобҳои зичии литий ва реаксия ба қадамҳои зиёди вақт ниёз дорад.

Наздик будани модели дорои CBD ба каҷҳои таҷрибавии шиддат муҳим аст, аммо баъзе параметрҳои кинетикӣ бо ҳамон додаҳои таҷрибавӣ калибр шудаанд. Модел дар электроди мустақил, партияи дигари истеҳсол ё химияи дигар санҷиши беруна нагузаштааст.

Афзоишҳои 20–117 фоизаи иқтидор дар тарҳи сӯрохкунӣ танҳо барои геометрияи ададии интихобшуда, параметрҳои мавод, шиддати қатъ ва зичиҳои ҷараён эътибор доранд. Ин фоизҳоро бе арзёбии якҷояи маводи фаъоли хориҷшуда, якпорчагии механикӣ, зичии ҳаҷмии энергия ва қобилияти истеҳсол ба иҷроиши ҳуҷайраи воқеӣ интиқол додан мумкин нест.

Даъвои навоварии муҳаққиқон, ки SBM-и бо GPU суръатёфта яке аз аввалин татбиқҳо дар ин соҳа мебошад, ба баррасии адабиёти худи таҳқиқот такя мекунад. Дар доираи ин шарҳ ҷустуҷӯи мустақил ва пурраи афзалият ё патент анҷом нашудааст.