【新书推荐】《电化学储能中的计算、建模与仿真》

电化学储能技术发展依赖于材料发现、器件设计以及生产工艺优化的协同演进。材料层面，周期达十余年的“试错法”研发模式难以满足产业界对高性能材料的迫切需求，且单一尺度/精度的计算方法难以应对当前电化学储能材料设计面临的化合物种类庞杂、数据多源异构和多目标性能评估等挑战；器件层面，材料性能无法完全发挥，以及高性能材料的成本问题，均是提出设计方案时面临的障碍；生产工艺层面，严格遵循设计方案制造电化学储能器件需优化工艺和设备。由此，亟待厚植行业软件及相关数据共建共享的生态，有机地融合理论、数据和实验研究，开发集计算、建模与仿真、数据库和机器学习于一体的研发平台，以助力电化学储能材料与器件数字化、智能化研发，加速材料发现、器件设计与制造工艺的迭代优化。在这样的背景下，编写一本详细介绍面向电化学储能研究的计算、建模和仿真方法及应用的工具书是非常必要的。

《电化学储能中的计算、建模与仿真》由化学工业出版社于2022年出版，作者施思齐教授任职于上海大学材料科学与工程学院和材料基因组工程研究院，国家优秀青年科学基金获得者(2016年)；其于2004年7月博士毕业于中国科学院物理研究所，师从陈立泉院士和王鼎盛院士，2004年8月至2013年5月先后在日本产业技术综合研究所、美国内布拉斯加州-林肯大学和布朗大学做博士后或访问学者。作者自2001年率先在国内应用第一性原理计算研究锂离子电池材料，目前主要方向为电化学储能材料的计算与设计、材料数据库与机器学习，致力于推动人工智能赋能材料研发；已在Nat Catal、Chem Rev、Prog Mater Sci、Natl Sci Rev、Adv Mater等期刊发表论文180余篇；创建具有独立自主知识产权的电化学储能材料计算与数据平台；承担国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目12项；是中国硅酸盐学会固态离子学分会理事、中国材料研究学会计算材料学分会委员；担任《Computational Materials Science》、《Journal of Materials Informatics》、《物理化学学报》、《储能科学与技术》、《硅酸盐学报》、中国物理学会“四刊”和《中国科学：技术科学》等期刊(青年)编委。专著竭尽作者二十余载对电化学储能中计算、建模与仿真的总结，希望对投身新能源发展的学者起到指引和帮助，为新能源领域研究与发展提供点滴支撑。

此专著重点阐述了电化学储能研究中涉及的科学与技术问题、相关基础理论、第一性原理计算、分子动力学模拟、蒙特卡罗和渗流模拟、有效介质理论和空间电荷层模拟、相场模拟、多尺度多物理场建模与仿真、老化研究以及材料基因工程。这些内容既各自独立，也可通过对理论能量密度、热力学相图、缺陷形成机制、电子导电/离子输运机理、电压平台、有序/无序相结构、溶剂化结构脱溶过程、表/界面副反应、（低温/高温）充放电速率、材料相变与应力演化、本征/化学/电化学稳定性安全性、老化/失效等多尺度问题进行探究而将其相互关联。

此专著的特色之处在于聚焦多尺度、多物理场计算仿真方法在电化学能量存储材料与器件中的应用。采用理论基础与计算方法相结合的叙述方式，帮助读者建立材料/器件结构与关键性能之间的关联，以及理解能量存储与转换过程中复杂的物理化学变化。此专著可为研究储能材料提供多尺度理论仿真技术，加快电化学储能材料设计与器件研发提供有益讨论。

在中国能源结构改革高速度发展的今天，先进的基础理论和智能的科技技术如雨后春笋般生长，全球价值链的调整对我国制造业的转型升级形成重大挑战，同时又提供了重大历史机遇。因此，此专著可供电化学能量存储和转换材料与器件研发的科研工作者与工程技术人员在电化学储能器件的设计与制造、生产与管理、电芯制造与开发、安全使用与维护等方面提供参考；也可作为高等学校化学、物理、材料、新能源等专业本科生和研究生的教材或教学参考书。