3、数值模型结构的评估
3.1、正极中碳胶相对离子有效电导率的影响
图3a是基于实际重构体的调整结构。基于实际的三维重构结构，通过改变碳胶相和孔隙界面体素尺寸，对微观结构进行调整，并与实际结构对比，理解正极中碳胶相对锂离子电导率的影响。对每一种结构计算了孔隙和碳胶相的迂曲度，以及根据公式(5)计算离子的有效电导率。
图3b是数值模拟生成的微观结构，模拟生成时，假定活物质颗粒是球形的，尺寸满足图3b中的粒径分布曲线，活物质完全没有团聚，随机设置位置，直到体积分数达到设定值0.55(此值与实际结构相近)，活物质结构在后面几种结构模型中保持不变。而碳胶相也是基于体积分数生成的，形成以下四种结构：
结构A 均匀涂层结构：碳胶相没有团聚，在活物质颗粒表面形成均匀厚度的涂层。
结构B 随机组装结构：碳胶相与活物质没有太强的亲和性，发生团聚，团簇随机分布在前面生成的活物质结构孔洞中，团簇尺寸由孔隙尺寸确定。
结构C 亲水性的结合结构：碳胶相与活物质亲水性结合，接触角小于90°
结构D 疏水性的结合结构：碳胶相与活物质疏水性结合，接触角大于90°
图3 (a)基于重建结构的正极调整结构，(b)数值模拟生成的结构
图4是各种结构的孔隙尺寸分布及其在不同孔隙率下的相对锂离子电导率。图4a是重建结构的孔隙尺寸分布，图4b是数值模拟生成的四种结构的孔隙尺寸分布，其实，孔隙尺寸对迂曲度影响不大，对离子的电导率也没有直接影响。但是如果考虑到离子与孔壁有强烈的吸附或脱附作用时，孔隙尺寸就会对离子电导率具有巨大影响。图4c和d是不同孔隙率下的离子相对电导率曲线图和log-log双对数图。除结构C外，其他三种结构相对离子电导率与公式(5)中γ=1.5时相近。
而结构C中，碳胶相紧紧粘合在活物质颗粒表面，孔洞形成喉道，限制锂离子的传导，从而离子相对电导率偏低，而实际结构与此类似，所以基于实际结构的调整模型和试验测量值与此相近。
图4 (a)实际重构结构的孔直径尺寸分布，(b)四种数值模拟生成结构的孔直径尺寸分布，(c)各种结构中锂离子相对电导率与孔隙率的关系图，(d)相对电导率与孔隙率的log-log双对数图。
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