KR101772389B1 - Simulation method and electronic device for solid electrolyte interphase - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음극 고체 전해질 인터페이스 시뮬레이션 방법 및 이를 지원하는 전자 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 음극 고체 전해질 인터페이스 시뮬레이션을 지원하는 전자 장치는 음극 고체 전해질 인터페이스의 시뮬레이션 분석을 컴퓨팅 장치 기반으로 수행하는데 관련된 적어도 하나의 데이터를 저장하는 메모리와, 메모리에 전기적으로 연결되는 프로세서를 포함한다. 프로세서는 사용자 입력에 따라 음극 고체 전해질 인터페이스의 이전 작업 리스트 또는 현재 작업 리스트를 포함하는 로비 페이지를 출력하거나 또는 사용자 입력에 따라 음극 고체 전해질 인터페이스의 생성, 시뮬레이션, 및 분석 중 적어도 하나를 수행할 수 있는 작업 페이지를 출력하도록 설정된다.The present invention relates to a cathode solid electrolyte interface simulation method and an electronic device supporting the same. An electronic device supporting a cathode solid electrolyte interface simulation according to the present invention includes a memory storing at least one data related to performing a simulation analysis of a cathode solid electrolyte interface on a computing device basis and a processor electrically connected to the memory . The processor may output a lobby page that includes a previous work list of the cathode solid electrolyte interface or a current work list according to user input or may perform at least one of generation, simulation, and analysis of the cathode solid electrolyte interface in accordance with user input It is set to output a task page.

Description

고체 전해질 인터페이스 시뮬레이션 방법 및 이를 지원하는 전자 장치{SIMULATION METHOD AND ELECTRONIC DEVICE FOR SOLID ELECTROLYTE INTERPHASE}Technical Field [0001] The present invention relates to a method for simulating a solid electrolyte interface,

본 발명은 음극 고체 전해질 인터페이스 시뮬레이션 방법 및 전자 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컴퓨팅 장치를 이용하여 음극 고체 전해질 인터페이스의 화학적 반응 계산 및 결과물 검색을 보다 간단하고 용이하게 할 수 있도록 하는 음극 고체 전해질 인터페이스 시뮬레이션 방법 및 이를 지원하는 전자 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for simulating a negative electrode solid electrolyte interface and an electronic device, and more particularly, to a negative electrode solid electrolyte interface simulation method and an electronic device, which are capable of calculating a chemical reaction of a negative electrode solid electrolyte interface using a computing device, A simulation method and an electronic device supporting the same.

종래 이차 전지는 휴대폰, 노트북, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 전자용품 및 휴대용품에 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 최근 전기 자동차가 부각되면서 대용량 및 고안정성의 이차 전지를 요구하고 있다.BACKGROUND ART [0002] Conventional secondary batteries are widely used in electronic products and portable products such as mobile phones, notebooks, smart phones, and tablet PCs. In addition, as electric vehicles have recently become more prominent, secondary batteries with large capacity and high stability are demanded.

이러한 이차 전지는 크게 애노드(anode, 음극), 캐소드(cathode, 양극) 및 전해질을 포함한다. 애노드 소재로는 흑연과 같은 탄소계 소재가 사용되고 있다. 캐소드 소재로는 리튬 코발트 산화물과 같은 금속 산화물계 소재가 사용되고 있다. 그리고 전해질 소재로는 카보네이트와 같은 유기 소재가 사용되고 있다. 이와 같이 이차 전지에 사용되는 소재는 다양하다.Such a secondary battery largely includes an anode, a cathode and an electrolyte. Carbon-based materials such as graphite are used as anode materials. As the cathode material, a metal oxide based material such as lithium cobalt oxide is used. Organic materials such as carbonates are used as electrolyte materials. As such, the materials used for the secondary battery are various.

이에 따라, 최적의 이차 전지 소재를 개발하기 위해서는 다양한 소재물성변수(조성, 결정구조, 입자크기 등)에 대한 분석과 주변 상황에 따른 물성의 변화를 신속하게 파악하는 것이 중요하다.Accordingly, in order to develop an optimal secondary battery material, it is important to quickly analyze various physical property parameters (composition, crystal structure, particle size, etc.) and change in properties depending on the surrounding conditions.

이러한 자료 수집을 위하여, 매우 많은 실험과 데이터 작성이 필요하기 때문에, 이차 전지에 관한 연구 개발에 매우 많은 비용과 인력이 요구되고 있다.In order to collect such data, a great deal of experimentation and data preparation are required, so that a great deal of cost and manpower are required for research and development of secondary batteries.

한국등록특허 제10-0918387호(2009.09.15.)Korean Patent No. 10-0918387 (September 15, 2009)

이러한 요구에 따라 컴퓨터 시뮬레이션은 이차 전지의 소재 개발 시 매우 유용되게 활용될 수 있을 것으로 예상된다. 하지만 실험연구자가 컴퓨터 시뮬레이션을 활용하기에는 초기 진입 장벽이 높기 때문에, 이러한 컴퓨터 시뮬레이션이 소재 개발 연구에 활발하게 활용되고 있지 못한 실정이다.According to this demand, computer simulation is expected to be very useful in the development of materials for secondary batteries. However, since the initial entry barriers are high for experimental researchers to utilize computer simulation, these computer simulations have not been actively utilized in material development research.

이러한 관점에서 초보 실험연구자도 손쉽게 컴퓨터 시뮬레이션을 이용할 수 있게 해 주는 플랫폼 개발은 소재 개발에 유용하게 활용될 수 있으며, 향후 소재 개발의 새로운 패러다임을 제공할 것으로 예상된다.From this point of view, it is expected that the development of a platform that enables easy novice experiment researchers to use computer simulations can be useful for material development and provide a new paradigm for material development in the future.

따라서 본 발명은 음극 고체 전해질 인터페이스의 화학적 반응과 결과물 분석을 보다 간단하고 용이하게 할 수 있도록 하는 음극 고체 전해질 인터페이스 시뮬레이션 방법 및 이를 지원하는 전자 장치를 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a negative electrode solid electrolyte interface simulation method and an electronic device supporting the negative electrode solid electrolyte interface, which can simplify and facilitate the chemical reaction and the analysis of the result.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 음극 고체 전해질 인터페이스 시뮬레이션 방법은 사용자 입력에 따라 음극 고체 전해질 인터페이스의 이전 작업 리스트 또는 현재 작업 리스트를 포함하는 로비 페이지를 출력하는 과정, 작업 전환 요청과 관련한 사용자 입력을 수신하는 과정, 상기 작업 전환 요청에 대응하여 음극 고체 전해질 인터페이스의 생성 및 시뮬레이션과 분석 중 적어도 하나를 수행할 수 있는 작업 페이지를 출력하는 과정을 포함하다.In order to achieve the above object, a method of simulating a cathode solid electrolyte interface according to the present invention includes the steps of outputting a lobby page including a previous work list or a current work list of a cathode solid electrolyte interface according to a user input, And outputting an operation page capable of performing at least one of simulation, analysis and generation of a cathode solid electrolyte interface in response to the job switching request.

상기 방법은 상기 전해질의 액체 밀도를 결정하는 과정을 더 포함할 수 있다.The method may further include determining a liquid density of the electrolyte.

상기 결정하는 과정은 전해질 분자를 채우는 과정, 진공 공간을 삽입하는 과정, 시뮬레이션 셀 완화 과정, 셀 스퀴즈 과정, 분자 역학 수행하는 과정을 수행하고, 최적의 안정점을 찾기 위해 상기 스퀴즈 과정 및 분자 역학 수행 과정을 반복하는 과정을 포함할 수 있다.The determination process may include a process of filling electrolyte molecules, a process of inserting a vacuum space, a simulation cell mitigation process, a cell squeeze process, and a molecular dynamics process, and the squeeze process and the molecular dynamics process And repeating the process.

상기 방법은 상기 반복 과정을 통해 획득된 데이터들에서 밀도 변곡점 영역을 최적 밀도로 결정하는 과정을 더 포함할 수 있다.The method may further include determining a density inflection point region at an optimal density in the data obtained through the iterative process.

본 발명의 음극 고체 전해질 인터페이스 시뮬레이션을 지원하는 전자 장치는 음극 고체 전해질 인터페이스의 시뮬레이션 분석을 컴퓨팅 장치 기반으로 수행하는데 관련된 적어도 하나의 데이터를 저장하는 메모리, 상기 메모리에 전기적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 사용자 입력에 따라 음극 고체 전해질 인터페이스의 이전 작업 리스트 또는 현재 작업 리스트를 포함하는 로비 페이지를 출력하거나 또는 사용자 입력에 따라 음극 고체 전해질 인터페이스의 생성, 시뮬레이션, 및 분석 중 적어도 하나를 수행할 수 있는 작업 페이지를 출력하도록 설정될 수 있다.An electronic device supporting a cathode solid electrolyte interface simulation of the present invention includes a memory storing at least one data related to performing a simulation analysis of a cathode solid electrolyte interface on a computing device basis and a processor electrically connected to the memory, The processor may output a lobby page comprising a previous work list of the cathode solid electrolyte interface or a current work list according to user input or may perform at least one of generation, simulation and analysis of a cathode solid electrolyte interface according to user input Can be set to output an operation page.

상기 프로세서는 SEI 구조(Solid Electrolyte Interphase Structure), 전해질의 밀도를 계산한 결과, SEI 구조와 사용자가 입력한 조건을 통해 계산이 이루어진 결과 중 적어도 하나를 사용자가 알아볼 수 있도록 가시화한 시각화 윈도우, 프로젝트 구성원이 해당 프로젝트에서 생성한 SEI 구조를 나타내기 위한 SEI 구조 테이블, 계산된 전해질의 밀도를 나타내는 전해질 테이블, 사용자가 생성한 전해질 구조와 공정조건을 통해 이루어진 계산의 목록에 해당하는 시뮬레이션 테이블 중 적어도 하나를 포함하는 상기 로비 페이지를 출력하도록 설정될 수 있다.The processor includes a SEI structure (Solid Electrolyte Interphase Structure), a visualization window that visualizes at least one of the calculated results through the SEI structure and the condition input by the user as a result of calculating the density of the electrolyte, An SEI structure table for representing the SEI structure generated by the project, an electrolyte table representing the density of the calculated electrolyte, an electrolyte structure generated by the user, and a simulation table corresponding to a list of calculations made through the process conditions May be set to output the lobby page containing the lobby page.

상기 프로세서는 음극 SEI 물질을 선택하거나 로드할 수 있는 빌더 영역, 상기 빌더 영역을 이용하여 빌딩한 음극 SEI 물질의 시뮬레이션 동작 조건 또는 실행 조건을 설정하는 시뮬레이션 영역, 상기 시뮬레이션 수행에 따른 분석 결과를 선택할 수 있는 분석 영역, 선택된 음극 SEI 물질의 분자 상태를 나타낸 상기 시각화 윈도우 영역 중 적어도 하나를 포함하는 상기 작업 페이지를 출력하도록 설정될 수 있다.The processor may include a builder area for selecting or loading a negative SEI material, a simulation area for setting a simulation operating condition or an execution condition of the negative SEI material built using the builder area, an analysis result according to the simulation execution The analysis region, the visualization window region indicating the molecular state of the selected cathode SEI material, and the like.

상기 프로세서는 음극 SEI 구조에 적용할 음극을 검색할 수 있는 애노드 검색 영역, 음극 SEI 구조에 적용할 전해질을 검색할 수 있는 전해질 영역을 포함하는 상기 빌더 영역을 출력하도록 설정될 수 있다.The processor may be configured to output the builder region including an anode search region capable of searching for a cathode to be applied to the cathode SEI structure, and an electrolyte region capable of searching for an electrolyte to be applied to the cathode SEI structure.

상기 프로세서는 상기 전해질의 액체 밀도를 결정하기 위한 밀도 최적화를 수행하는 것을 특징으로 한다.Wherein the processor performs density optimization to determine the liquid density of the electrolyte.

상기 프로세서는 시뮬레이션 박스의 샘플 변형을 적용하는 변형, 시뮬레이션 박스의 클론을 생성하는 클론, 시뮬레이션 박스에 진공 영역 만드는 진공, 원자 선택 옵션들을 제공하는 원자 선택, 선택된 원자의 인접 영역에 원자를 추가할 수 있는 원자 추가, 선택된 원자들을 이동시키는 원자 이동, 선택된 원자를 회전시키는데 이용되는 원자 회전, 선택된 원자들의 변형을 적용하는 원자 그룹 변형 적용, 선택된 원자들을 다른 원자로 교체하는 원자 교체, 원자 복사를 수행하는 원자 복사, 복사한 원자들을 연결하는 원자 붙임 중 적어도 하나의 수행을 지원하는 아이콘을 출력하도록 설정될 수 있다.The processor may include a transformation to apply a sample transformation of the simulation box, a clone to generate a clone of the simulation box, a vacuum to create a vacuum zone in the simulation box, an atom selection to provide atom selection options, Addition of atoms, movement of atoms to move selected atoms, rotation of atoms used to rotate selected atoms, application of transformation of atomic groups to apply deformation of selected atoms, atom replacement to replace selected atoms with other atoms, atoms performing atomic radiation And to output an icon that supports the execution of at least one of atomic links connecting atoms copied, copied, and so on.

상기 프로세서는 상기 음극 SEI 구조의 화학적 반응 계산 결과를 볼 수 있는 반응 아이콘, 상기 음극 SEI 구조의 시간별 각 분자의 개수, 높이별 각 분자의 개수를 축별로 볼 수 있는 결과물 아이콘 중 적어도 하나를 포함하는 상기 분석 영역을 출력하도록 설정될 수 있다.Wherein the processor includes at least one of a response icon for viewing the chemical reaction calculation result of the negative SEI structure, a number of each molecule in the negative SEI structure in time, and a result icon for viewing the number of each molecule by height, And may be set to output the analysis area.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에서 제시하는 음극 고체 전해질 인터페이스 시뮬레이션 방법 및 이를 지원하는 전자 장치는 음극 고체 전해질 인터페이스에 대한 화학적 반응 계산과 결과물 분석을 간단하고 용이하게 수행할 수 있다.As described above, the method for simulating a negative electrode solid electrolyte interface and the electronic device supporting the same can easily and easily perform the chemical reaction calculation and the analysis of the result for the negative electrode solid electrolyte interface.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼을 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 CH3SiH3(좌측) 및 CH2SiH2(우측)에서의 Si(노란색)-C(회색) 간 결합의 결합 해리 곡선들을 통한 DFT 및 ReaxFF의 비교한 그래프,
도 3은 CH3Li(좌측) 및 NEB(우측) 내에서 C(회색)-Li(보라색) 결합의 결합 해리 곡선들을 통한 DFT 및 ReaxFF 비교한 그래프,
도 4는 Li2O(좌측) 및 Li2O2(우측) 내에서의 Li(보라색)-O(붉은색) 결합의 결합 해리 곡선들을 통한 DFT 및 ReaxFF 비교한 그래프,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼이 제공하는 페이지의 상태바를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 로비 페이지를 개략적으로 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 시각화 윈도우의 한 예를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 SEI 구조 테이블의 한 예를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전해지 테이블의 한 예를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이션 테이블의 한 예를 나타낸 도면,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 작업 페이지를 개략적으로 나타낸 도면,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 빌더 영역의 한 예를 나타낸 도면,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 애노드 검색 화면의 한 예를 나타낸 도면,
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 애노드 선택 화면의 한 예를 나타낸 도면,
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 전해질 생성 화면의 한 예를 나타낸 도면,
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 전해질 목록 화면의 한 예를 나타낸 도면,
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 전해질 밀도 최적화 과정을 설명하는 도면,
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 최적 전해질 밀도 선택을 설명하는 도면,
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 SEI 구조의 조작 기능들의 한 예를 나타낸 도면,
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 SEI 작업 제출의 한 예를 나타낸 도면,
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 결과 분석의 한 예를 나타낸 도면,
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 SEI 결과물과 관련한 화면의 한 예를 나타낸 도면,
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 반응 분석 결과를 나타낸 도면,
도 24는 본 발명의 실시예에 따른 원자 간 거리에 따른 결합 차수를 나타낸 그래프,
도 25는 본 발명의 실시예에 따른 음극 SEI 시뮬레이션 방법을 설명하는 도면이다.1 schematically illustrates a cathode SEI simulation platform according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is CH 3 SiH 3 (left) and CH 2 compares a graph of SiH through the Si (yellow) -C (gray) between the bond dissociation curves of binding in the second (right) and DFT ReaxFF,
3 is CH 3 Li (left) and the NEB (right) and DFT ReaxFF comparison with a graph of C (gray) -Li (purple) bond dissociation curve of the coupling in,
4 is Li 2 O (on the left), and Li 2 O 2 (right) Li (purple) in the -O (red color) and DFT ReaxFF comparison with a graph of bond dissociation curve of the coupling,
5 is a diagram illustrating a state bar of a page provided by a cathode SEI simulation platform according to an embodiment of the present invention;
Figure 6 is a schematic representation of a lobby page according to an embodiment of the present invention;
7 is a diagram illustrating an example of a visualization window according to an embodiment of the present invention;
8 is a diagram showing an example of an SEI structure table according to an embodiment of the present invention;
9 is a view showing an example of an electrolytic table according to an embodiment of the present invention,
10 is a view showing an example of a simulation table according to an embodiment of the present invention;
11 schematically illustrates an operation page according to an embodiment of the present invention,
12 is a view showing an example of a builder area according to an embodiment of the present invention;
13 is a view illustrating an example of an anode search screen according to an embodiment of the present invention;
14 is a view showing an example of an anode selection screen according to an embodiment of the present invention,
15 is a view showing an example of an electrolyte generation screen according to an embodiment of the present invention,
16 is a view showing an example of an electrolyte list screen according to an embodiment of the present invention,
17 is a view for explaining an electrolyte density optimization process according to an embodiment of the present invention,
Figure 18 is a diagram illustrating optimal electrolyte density selection according to an embodiment of the present invention,
19 is a view showing an example of operation functions of an SEI structure according to an embodiment of the present invention;
20 is a view showing an example of submission of an SEI job according to an embodiment of the present invention;
21 is a diagram showing an example of a result analysis according to an embodiment of the present invention,
22 is a view showing an example of a screen related to an SEI result according to an embodiment of the present invention,
23 is a diagram showing the result of the reaction analysis according to the embodiment of the present invention,
24 is a graph showing the degree of coupling according to an interatomic distance according to an embodiment of the present invention,
25 is a view for explaining a method of simulating a cathode SEI according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention will be described, and the description of other parts will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor is not limited to the meaning of the terms in order to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention, so that various equivalents And variations are possible.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음극 SEI(Solid Electrolyte Interphase, 고체 전해질 인터페이스, 이하 SEI) 시뮬레이션 플랫폼을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic diagram of a cathode SEI (Solid Electrolyte Interphase, SEI) simulation platform according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 음극 SEI 시뮬레이션 시스템은 사용자 장치(100), 메인 서버, 복수의 시뮬레이션 서버들, 데이터베이스(140)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a cathode SEI simulation system may include a user device 100, a main server, a plurality of simulation servers, and a database 140.

메인 서버는 사용자 장치(100)(예: 사용자 컴퓨팅 장치)에게 서버 제어 서비스(110)를 제공하며, 데이터베이스(140)에 데이터를 저장하거나, 데이터베이스(140)에 저장된 데이터를 사용자 장치(100)에게 제공한다.The main server provides the server control service 110 to the user device 100 (e.g., a user computing device) and stores the data in the database 140 or the data stored in the database 140 to the user device 100 to provide.

복수의 시뮬레이션 서버들은 계산 자원(HPC)(130)으로 표현될 수 있으며, 서로 다른 시뮬레이션 소프트웨어/포텐셜(131)을 이용하여 이차전지와 관련된 시뮬레이션을 수행한다. 구체적으로, 사용자 장치(100)는 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼(120, 예: iBat 플랫폼)을 기반으로 메인 서버에 접속하여 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼이 제공하는 사용자 인터페이스를 통해, 음극 SEI 물질의 설계와 분석을 수행한다. 메인 서버는 설정 정보를 계산 자원(130)으로 전송한다. 여기서, 메인 서버는 복수의 시뮬레이션 서버들 중에서 설정 정보를 전송할 적어도 하나의 서버를 선택할 수 있다. A plurality of simulation servers may be represented by a calculation resource (HPC) 130 and perform simulations related to the secondary battery using different simulation software / potential 131. Specifically, the user device 100 is connected to the main server based on a cathode SEI simulation platform 120 (e.g., an iBat platform) and performs design and analysis of the cathode SEI material through a user interface provided by the cathode SEI simulation platform do. The main server sends configuration information to the computing resource 130. Here, the main server can select at least one server from among the plurality of simulation servers to transmit the setting information.

설정 정보를 수신한 시뮬레이션 서버는 시뮬레이션 소프트웨어 및 포텐셜(131)을 호출하여 시뮬레이션을 수행하거나, 데이터 후처리 툴/기법(132)을 통해 시뮬레이션을 수행하고, 시뮬레이션 결과를 데이터베이스(140)에 저장한다. 이때, 메인 서버는 데이터베이스(140)와 연동하여, 시뮬레이션 중간결과 및 최종결과를 사용자 장치(100)에게 전송한다. 사용자 장치(100)는 메인 서버 접속을 통해, 시뮬레이션 중간결과 및 최종결과를 확인할 수 있다.The simulation server that receives the setting information calls the simulation software and potential 131 to perform a simulation, or performs a simulation through the data post-processing tool / technique 132, and stores the simulation result in the database 140. [ At this time, the main server interlocks with the database 140, and transmits the simulation intermediate result and the final result to the user device 100. The user device 100 can confirm the simulation intermediate result and the final result through the main server connection.

여기서, 시뮬레이션 소프트웨어 및 포텐셜(131)은 제일원리계산, 분자동역학, Reactive force field, MEAM, Phase field, 유한요소법의 상용 소프트웨어 및 In-House 소프트웨어를 포함할 수 있다.Here, the simulation software and potential 131 may include first principles calculations, molecular dynamics, reactive force field, MEAM, phase field, finite element method commercial software, and in-house software.

상술한 음극 SEI 시뮬레이션 시스템은 적어도 하나의 서버들(예: 메인 서버, 시뮬레이션 서버들 및 데이터베이스(140))에 접속되는 사용자 장치(100)를 기반으로 음극 SEI 시뮬레이션 기능을 수행하는 예를 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 음극 SEI 시뮬레이션 시스템에서 메인 서버, 시뮬레이션 서버 및 데이터베이스(140)는 사용자 장치(100)에서의 프로세서와, 메모리 및 시뮬레이션 모듈(하드웨어 또는 소프트웨어 모듈)로 대체될 수 있다. 사용자 장치(100)는 디스플레이와, 입력부(예: 키보드, 마우스 등)를 더 포함하며, 사용자 입력에 대응하여 음극 SEI 시뮬레이션과 관련한 다양한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. Although the cathode SEI simulation system described above has been described as an example of performing the cathode SEI simulation function based on the user device 100 connected to at least one of the servers (e.g., main server, simulation servers and database 140) The present invention is not limited thereto. For example, in a cathode SEI simulation system, the main server, the simulation server and the database 140 may be replaced by a processor in the user device 100, a memory and a simulation module (hardware or software module). The user device 100 may further include a display and an input (e.g., a keyboard, a mouse, etc.) and may provide various user interfaces related to cathode SEI simulation corresponding to user input.

또는, 음극 SEI 시뮬레이션 시스템은 메인 서버, 시뮬레이션 서버 및 데이터베이스(140)를 포함하는 하나의 서버 장치로 구성될 수 있다. 이 경우 서버 장치는 사용자 장치(100) 접속 및 사용자 입력에 대응하여, 음극 SEI 시뮬레이션과 관련한 적어도 하나의 사용자 인터페이스를 사용자 장치(100)에 제공할 수 있다. 하나의 서버 장치는 서버 프로세서, 서버 메모리, 사용자 장치(100)와 통신할 수 있는 통신 인터페이스 등을 포함하고, 음극 SEI 시뮬레이션과 관련한 반응 계산, 데이터의 전송 또는 사용자 입력 수신 등을 처리할 수 있다. Alternatively, the cathode SEI simulation system may be composed of one server device including a main server, a simulation server, and a database 140. [ In this case, the server device may provide at least one user interface to the user device 100 with respect to cathode SEI simulation, corresponding to the user device 100 connection and user input. One server device may include a server processor, a server memory, a communication interface capable of communicating with the user device 100, and may process response calculations, transmit data or receive user input, etc., in connection with the cathode SEI simulation.

본 발명의 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 예컨대, 사용자 장치의 메모리에 저장된 후 사용자 장치의 프로세서에 의해 운용되거나, 또는 서버 장치의 메모리에 저장된 후, 서버 장치의 프로세서에 의해 운용될 수 있다. 서버 장치에서 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼이 운용되는 경우, 서버 장치는 사용자 장치의 접속에 따라, 이하에서 설명하는 음극 SEI 시뮬레이션과 관련한 적어도 하나의 사용자 인터페이스를 사용자 장치에 제공할 수 있다. 이에 따라, 이하에서 설명하는 사용자 인터페이스는 예컨대, 서버 장치에서 생성되어 사용자 장치에 제공되거나 또는 사용자 장치의 프로세서 제어에 따라 생성되어 사용자 장치의 디스플레이에 출력될 수 있다. The cathode SEI simulation platform of the present invention may be operated, for example, by a processor of the user device, after being stored in the memory of the user device, or after being stored in the memory of the server device. When a cathode SEI simulation platform is operated in the server device, the server device may provide at least one user interface to the user device in connection with the connection of the user device, in connection with the cathode SEI simulation described below. Accordingly, the user interface described below can be generated, for example, at the server device and provided to the user device, or generated according to the processor control of the user device and output to the display of the user device.

본 발명의 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 이전 또는 현재 작업 중인 음극 SEI 물질 리스트를 표시하는 로비 페이지, 음극 SEI 물질을 만들거나 불러와서 밀도 최적화 과정을 수행하며, 음극 SEI 물질에 대한 화학적 반응 계산과 결과물 분석을 지원하며, 원자의 변형, 복사, 붙임 등을 수행할 수 있는 작업 페이지를 제공할 수 있다. The cathode SEI simulation platform of the present invention performs a density optimization process by creating or invoking a lobby page, cathode SEI material that displays a list of previous or currently working cathode SEI materials, and performs chemical reaction calculations and results analysis on the cathode SEI material , And can provide an operation page that can perform transformation, copying, and attachment of atoms.

예를 들어, 사용자 장치(100)가 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼을 기반으로 하는 적어도 하나의 서버(예: 메인 서버)에 접속하면, 사용자 장치(100)는 적어도 하나의 서버로부터 로비 페이지를 수신하여 출력할 수 있다. 사용자 장치(100)는 로비 페이지에서 지정된 입력(예: 작업 페이지 전환 요청과 관련한 입력)이 발생하면, 해당 입력을 적어도 하나의 서버에 전송하고, 입력에 대응하는 작업 페이지를 수신하여 출력할 수 있다. For example, if the user device 100 connects to at least one server (e.g., a main server) based on a cathode SEI simulation platform, the user device 100 receives and outputs the lobby page from at least one server . The user device 100 may transmit the input specified in the lobby page (e.g., an input related to the operation page change request) to at least one server, and receive and output an operation page corresponding to the input .

또는, 로비 페이지 및 작업 페이지는 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼을 운용하는 사용자 장치(100)의 프로세서에 의해 사용자 장치(100)의 디스플레이에 출력될 수 있다. 이 동작에서 사용자 장치(100)는 로비 페이지 또는 작업 페이지와 관련한 데이터를 메모리에 저장할 수 있다. Alternatively, the lobby page and the action page may be output to the display of the user device 100 by a processor of the user device 100 operating the cathode SEI simulation platform. In this operation, the user device 100 may store the data relating to the lobby page or the operation page in memory.

상술한 바와 같이, 본 발명의 음극 SEI 시뮬레이션을 지원하는 전자 장치는 상술한 적어도 하나의 서버 및 사용자 장치(100) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하, 복수개의 서버들로 구성된 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼 또는 음극 SEI 시뮬레이션 기능을 제공하는 사용자 장치(100) 또는 적어도 하나의 서버가 사용자 장치(100)의 디스플레이에 통해 제공하는 음극 SEI 시뮬레이션 기능과 관련한 사용자 인터페이스에 대하여 설명하기로 한다.As discussed above, the electronic device supporting the cathode SEI simulation of the present invention may include at least one of the at least one server and user device 100 described above. Hereinafter, a cathode SEI simulation platform composed of a plurality of servers, or a user interface 100 relating to a cathode SEI simulation function provided by a user device 100 or at least one server providing a cathode SEI simulation function through the display of the user device 100 Will be described.

도 2는 CH3SiH3(좌측) 및 CH2SiH2(우측)에서의 Si(노란색)-C(회색) 간 결합의 결합 해리 곡선들을 통한 DFT 및 ReaxFF의 비교한 그래프이며, 도 3은 CH3Li(좌측) 및 NEB(우측) 내에서 C(회색)-Li(보라색) 결합의 결합 해리 곡선들을 통한 DFT 및 ReaxFF 비교한 그래프이며, 도 4는 Li2O(좌측) 및 Li2O2(우측) 내에서의 Li(보라색)-O(붉은색) 결합의 결합 해리 곡선들을 통한 DFT 및 ReaxFF 비교한 그래프이다.FIG. 2 is a graph comparing DFT and ReaxFF through bond dissociation curves of Si (yellow) -C (gray) bonds in CH 3 SiH 3 (left) and CH 2 SiH 2 3 Li (left) and the NEB (right), with a DFT, and a comparison with the graph ReaxFF C (gray) -Li (purple) bond dissociation curve of the coupling in, Figure 4 is Li 2 O (on the left) and Li 2 O 2 (Right) and DFT and ReaxFF through coupled dissociation curves of Li (violet) -O (red) bonds in the right side (right).

전해질과 음극 사이의 화학적 반응들로부터 개선된 SEI 구성들을 시뮬레이션하기 위하여, 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼(예: iBat)은 ReaxFF(reactive force field) 기반의 분자 동역학 시뮬레이션을 적용한다. 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 Si-Li-C-O-H-P-F 계(system)를 위한 ReaxFF를 포함한다. 여기서, 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 주로 Si 애노드(또는 음극), Si-Si 및 Li-Li 파라메터들의 예측된 리튬 산화 거동들을 위한 개선된 ReaxFF 파라메터들을 제공한다. 또한, 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 C/H 계(C-C, H-H 및 C-C 결합과 관련 각도 및 비틀림 용어들)를 위한 ReaxFF를 제공한다. 또한, 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 C-O, O-H 및 Li-H를 위한 ReaxFF를 제공한다. 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 Si-O를 위한 ReaxFF를 제공한다. 또한, 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 Si-C, C-Li 및 O-Li를 위한 ReaxFF 파라메터들을 제공한다. 개선된 ReaxFF의 유효 결과값은 도 2 내지 도 4에 나타난다. 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 Si-C, C-Li, O-Li를 위한 ReaxFF 파라메터들을 제공할 수 있다. To simulate improved SEI configurations from chemical reactions between the electrolyte and the cathode, a cathode SEI simulation platform (eg, iBat) applies a reactive force field (ReaxFF) based molecular dynamics simulation. The cathode SEI simulation platform includes ReaxFF for the Si-Li-C-O-H-P-F system. Here, the cathode SEI simulation platform provides improved ReaxFF parameters primarily for the predicted lithium oxidation behavior of the Si anode (or cathode), Si-Si, and Li-Li parameters. In addition, the cathode SEI simulation platform provides ReaxFF for the C / H system (C-C, H-H and C-C coupling and associated angular and torsion terms). In addition, the cathode SEI simulation platform provides ReaxFF for C-O, O-H, and Li-H. The cathode SEI simulation platform provides ReaxFF for Si-O. In addition, the cathode SEI simulation platform provides ReaxFF parameters for Si-C, C-Li, and O-Li. The valid result values of the improved ReaxFF are shown in Figures 2-4. The cathode SEI simulation platform can provide ReaxFF parameters for Si-C, C-Li, and O-Li.

애노드 물질 설계 시뮬레이션 플랫폼을 동작시키는데 이용되는 ReaxFF 파라메터들은 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼을 위한 ReaxFF 파라메터들에 속한다. 예컨대, 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 Si-Li-C-O-H 계를 위한 ReaxFF, Si-O, Si-C, C-Li, O-Li를 위한 ReaxFF 파라메터들을 제공할 수 있다. 추가로, 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 전해질에서 Li 염(LiPF6)을 고려하기 위해 F-(F, C, H, Li, P, O, Si)와 P-(F, Li, C, O) 계를 위한 개선된 ReaxFF 파라메터들을 제공할 수 있다. The ReaxFF parameters used to operate the anode material design simulation platform belong to the ReaxFF parameters for the cathode SEI simulation platform. For example, a cathode SEI simulation platform can provide ReaxFF parameters for ReaxFF, Si-O, Si-C, C-Li, and O-Li for Si-Li-COH systems. In addition, a cathode SEI simulation platform has been developed for F- (F, C, H, Li, P, O, Si) and P- (F, Li, C, O) systems to consider Li salt (LiPF 6 ) Lt; RTI ID = 0.0 > ReaxFF < / RTI >

음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 Si-Li-C-O-H-P-F계를 위한 개선된 ReaxFF에서, 1fs(femto second)의 통합 시간 단위의 Verlet을 가지는 LAMMPS 소프트웨어를 사용하여 원자 레벨에서 SEI 구성들에 대한 조사를 위한 분자동력학 시뮬레이션을 수행한다. 시뮬레이션들은 댐핑 파라메터 0.01 fs-1의 Nose-Hoover 써모스탯에 의해 유지되는 온도로, 정규 NVT 앙상블에서 실행될 수 있다.The cathodic SEI simulation platform is based on the improved Reax FF for the Si-Li-COHPF system, a molecular dynamics simulation for investigating SEI configurations at the atomic level using LAMMPS software with veryset of 1 femtosecond integration time units . The simulations can be performed in a regular NVT ensemble at a temperature maintained by a nose-hoover thermostat with a damping parameter of 0.01 fs- 1 .

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼이 제공하는 페이지의 상태바를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a status bar of a page provided by a cathode SEI simulation platform according to an embodiment of the present invention.

음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 음극과 전해질 사이의 계면(Solid-Electrolyte Interphase)에서 나타나는 현상을 관찰하고 분석하기 위한 데이터 처리를 지원한다. 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼이 제공하는 음극 SEI 물질 운용과 관련한 페이지는 로비 페이지 및 작업 페이지를 포함할 수 있다. 로비 페이지 및 작업 페이지는 공통적으로 상단에 도 5에 도시된 바와 같은 상태바를 가질 수 있다. The cathode SEI simulation platform supports data processing for observing and analyzing phenomena occurring at the interface between the cathode and the electrolyte (Solid-Electrolyte Interphase). The pages related to cathodic SEI material management provided by the cathode SEI simulation platform may include lobby pages and operation pages. The lobby page and the action page may have a status bar as shown in FIG. 5 at the top in common.

상태바는 로비 페이지 전환을 위한 로비 객체(501) 및 작업 페이지 전환을 위한 작업 객체(502)를 포함할 수 있다. 상태바는 현재 사용자 ID(예: 이메일 주소) 및 로그인 시간에서의 현재 작업명을 나타낼 수 있다. 상태바의 우측 코너에는 도움 버튼(503)이 음극 SEI 시뮬레이션과 관련한 설명서가 제공되고, 진행 중인 작업의 현재 상태 모니터링 및 제어를 위한 작업 상태 버튼(504)이 배치될 수 있다. 또한, 상태바는 현재 접속된 사용자와 프로젝트, 접속시간 정보를 제공한다. The status bar may include a lobby object 501 for lobby page switching and a work object 502 for job page switching. The status bar can indicate the current user name (eg email address) and the current job name at login time. In the right corner of the status bar, a help button 503 is provided with instructions relating to the cathode SEI simulation, and a work status button 504 for monitoring and controlling the current status of the work in progress can be placed. In addition, the status bar provides information about the currently connected user, project, and connection time.

사용자가 처음 음극 SEI 시뮬레이션과 관련한 웹 페이지에 접속하면, 앞서 언급한 로비 페이지가 제공될 수 있다. 로비 페이지는 디폴트로 세팅된 페이지일 수 있다. 사용자는 도 5에서 설명한 상태바의 작업 객체(202)를 클릭하여 언제든 작업 페이지로 이동할 수 있다. 사용자는 작업 페이지에서 상태바의 로비 객체(501)를 클릭하여 언제든 로비 페이지로 이동할 수 있다.When a user first accesses a web page related to a negative SEI simulation, the aforementioned lobby page can be provided. The lobby page may be the page set by default. The user can move to the task page at any time by clicking the task object 202 in the status bar described in FIG. The user can navigate to the lobby page at any time by clicking the lobby object 501 in the status bar on the action page.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 로비 페이지를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 시각화 윈도우의 한 예를 나타낸 도면이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 SEI 구조 테이블의 한 예를 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전해지 테이블의 한 예를 나타낸 도면이다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이션 테이블의 한 예를 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a schematic view of a lobby page according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a visualization window according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a view showing an example of an SEI structure table according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a view showing an example of an arrival table according to an embodiment of the present invention. 10 is a diagram showing an example of a simulation table according to an embodiment of the present invention.

로비 페이지는 계산에 사용된 SEI 구조를 확인하고, 시뮬레이션을 통해 계산된 전해질의 이론 밀도 정보를 제공할 수 있다. 또한 로비 페이지는 현재 프로젝트에서 수행된 SEI 계산에 대한 정보를 제공할 수 있다. 상술한 로비 페이지는 시각화 윈도우(601), SEI 구조 테이블(602), 전해질 테이블(603), 시뮬레이션 테이블(604)을 포함할 수 있다.The lobby page identifies the SEI structure used in the calculation and can provide the theoretical density information of the electrolyte calculated through simulation. The lobby page can also provide information about the SEI calculations performed in the current project. The lobby page described above may include a visualization window 601, an SEI structure table 602, an electrolyte table 603, and a simulation table 604.

도 7에 도시된 바와 같이, 시각화 윈도우(601)는 로비 페이지의 왼쪽 상단에 위치할 수 있다. 시각화 윈도우(601)에서는 SEI 구조(SEI Structure), 전해질의 밀도를 계산한 결과(Electrolyte), SEI 구조와 사용자가 입력한 조건을 통해 계산이 이루어진 결과(Simulation)을 사용자가 알아볼 수 있도록 가시화 해 줄 수 있다.As shown in FIG. 7, the visualization window 601 may be located at the upper left of the lobby page. The visualization window 601 visualizes the SEI structure (SEI Structure), the result of the calculation of the density of the electrolyte (Electrolyte), the SEI structure, and the result of calculation (simulation) .

도 8에 도시된 바와 같이, SEI 구조 테이블(602)은 프로젝트 구성원이 해당 프로젝트에서 생성한 SEI 구조를 나타내기 위한 테이블이다. 이러한 SEI 구조 테이블(602)은 "Name"영역(801), "Anode"영역(802), "Electrolyte"영역(803) 및 "Θ" 영역(804)을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 8, the SEI structure table 602 is a table for indicating the SEI structure created by a project member in the project. This SEI structure table 602 may include a "Name" area 801, an "Anode" area 802, an "Electrolyte" area 803, and a "Θ" area 804.

"Name"영역(801)은 사용자가 저장한 SEI 구조의 이름을 나타낼 수 있다. "Anode"영역(802)은 SEI구조 생성 시 사용된 Anode의 이름을 나타낼 수 있다. "Electrolyte"영역(803)은 계산에 사용된 전해질의 조성을 나타낼 수 있다. "Θ" 영역(804)은 본인의 작업에 한하여 불필요한 구조를 삭제하는데 이용될 수 있다.The "Name" area 801 may indicate the name of the SEI structure stored by the user. The "Anode" area 802 may indicate the name of the Anode used in creating the SEI structure. The "Electrolyte" region 803 may represent the composition of the electrolyte used in the calculation. The "?" Area 804 can be used to delete unnecessary structures only for the user's work.

도 9에 도시된 바와 같이, 전해질 테이블(603)은 작업 페이지의 전해질 생성기를 이용하여 계산된 전해질의 밀도를 나타내는 테이블이 될 수 있다. 전해질 테이블(603)은 "Name"영역(901), "Composition"영역(902), "Density"영역(903) 및 "Θ"영역(904)을 포함할 수 있다. "Name"영역(901)은 사용자가 저장한 전해질의 이름을 나타내는 영역일 수 있다. "Composition"영역(902)은 해당 전해질의 구성요소와 질량비를 나타내는 영역일 수 있다. "Density"영역(903)은 계산된 전해질의 밀도를 나타내는 영역일 수 있다. "Θ"영역(904)은 본인의 작업에 한하여 불필요한 전해질을 삭제하는데 이용될 수 있다.As shown in Fig. 9, the electrolyte table 603 may be a table showing the density of the electrolyte calculated using the electrolyte generator of the operation page. The electrolyte table 603 may include a "Name" region 901, a "Composition" region 902, a "Density" region 903, and a " The "Name" area 901 may be an area indicating the name of the electrolyte stored by the user. The "Composition" region 902 may be a region representing a component of the electrolyte and a mass ratio. The "Density" region 903 may be an area representing the density of the calculated electrolyte. The "?" Region 904 can be used to remove unwanted electrolytes only for the user's job.

도 10에 도시된 바와 같이, 시뮬레이션 테이블(604)은 사용자가 생성한 전해질 구조와 공정조건(온도, 시간)을 통해 이루어진 계산의 목록을 나타낼 수 있다. 시뮬레이션 테이블(604)은 "Name"영역(1001), "SEI"영역(1002), "Temp"영역(1003), "Time"영역(1004), "Θ"영역(1005)을 포함할 수 있다. "Name"영역(1001)은 사용자가 저장한 시뮬레이션 작업 이름을 나타내는 영역일 수 있다. "SEI"영역(1002)은 작업에 사용된 SEI 이름을 나타내는 영역일 수 있다. "Temp"영역(1003)은 온도 값을 나타내는 영역일 수 있다. "Time"영역(1004)은 시간 값을 나타내는 영역일 수 있다. "Θ"영역(1005)은 본인의 작업에 한하여 불필요한 시뮬레이션 작업을 삭제하는데 이용될 수 있다.As shown in FIG. 10, the simulation table 604 may display a list of calculations made through user-created electrolyte structures and process conditions (temperature, time). The simulation table 604 may include a "Name" area 1001, an "SEI" area 1002, a "Temp" area 1003, a "Time" area 1004, . The "Name" area 1001 may be an area indicating a simulation job name stored by the user. The "SEI" area 1002 may be an area indicating the SEI name used for the job. The "Temp" area 1003 may be an area indicating a temperature value. The "Time" area 1004 may be an area indicating a time value. The "?" Area 1005 can be used to delete unnecessary simulation jobs only for the user's job.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 작업 페이지를 개략적으로 나타낸 도면이다.11 is a diagram schematically illustrating an operation page according to an embodiment of the present invention.

음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼이 제공하는 작업 페이지는 창의 왼쪽에 계산에 사용할 SEI의 구조를 생성하고, 계산을 수행하기 위해 필요한 공정조건을 입력 할 수 있는 탭과 계산 결과를 분석하기 위한 탭을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명의 작업 페이지는 빌더 영역(1101), 시뮬레이션 영역(1102), 분석 영역(1103) 및 시각화 윈도우 영역(1104)을 포함할 수 있다. The task page provided by the cathode SEI simulation platform can include a tab to the left of the window to create the structure of the SEI to be used in the calculation, a tab to enter the process conditions needed to perform the calculation, and a tab to analyze the calculation results . 11, the task page of the present invention may include a builder area 1101, a simulation area 1102, an analysis area 1103, and a visualization window area 1104.

빌더 영역(1101)은 음극 SEI 물질을 선택하거나 로드할 수 있는 영역일 수 있다. 시뮬레이션 영역(1102)은 빌더 영역(1101)을 이용하여 빌딩한 음극 SEI 물질의 시뮬레이션 동작 조건 또는 실행 조건을 설정하는 영역일 수 있다. 분석 영역(1103)은 시뮬레이션 수행에 따른 분석 결과를 선택할 수 있는 영역일 수 있다. 시각화 윈도우 영역(1104)은 선택된 음극 SEI 물질의 분자 상태를 나타낸 영역일 수 있다. The builder region 1101 may be an area capable of selecting or loading the cathode SEI material. The simulation region 1102 may be a region for setting a simulation operation condition or an execution condition of the negative SEI material built using the builder region 1101. [ The analysis area 1103 may be an area where the analysis result according to the simulation execution can be selected. The visualization window region 1104 may be an area that indicates the molecular state of the selected cathode SEI material.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 빌더 영역의 한 예를 나타낸 도면이며, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 애노드 검색 화면의 한 예를 나타낸 도면이다. 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 애노드 선택 화면의 한 예를 나타낸 도면이며, 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 전해질 생성 화면의 한 예를 나타낸 도면이다. 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 전해질 목록 화면의 한 예를 나타낸 도면이다. FIG. 12 is a view showing an example of a builder area according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a view illustrating an example of an anode search screen according to an embodiment of the present invention. FIG. 14 is a view showing an example of an anode selection screen according to an embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a view illustrating an example of an electrolyte generation screen according to an embodiment of the present invention. 16 is a view showing an example of an electrolyte list screen according to an embodiment of the present invention.

음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼에서 사용할 SEI 구조는 애노드 물질 설계 시뮬레이션 플랫폼에서 계산(또는 설계)한 애노드 재료와 전해질 시뮬레이션 플랫폼에서 계산(또는 설계)한 전해질을 결합하여, 전극-전해질 계면(SEI)을 형성하여 생성할 수 있다. 상술한 기능은 빌더 영역(1101)을 기반으로 수행될 수 있다. 빌더 영역(1101)은 도 12에 도시된 바와 같이, 애노드 검색 영역(1201), 전해질 영역(1202)을 포함할 수 있다. 애노드 검색 영역(1201)에서 검색 버튼(1210)이 선택되면, 도 13에 도시된 바와 같은 테이블이 출력될 수 있다. The SEI structure used in the cathode SEI simulation platform is created by combining the anode material calculated (or designed) in the anode material design simulation platform and the electrolyte calculated (or designed) in the electrolyte simulation platform to form the electrode-electrolyte interface (SEI) can do. The above-described functions may be performed based on the builder area 1101. [ The builder region 1101 may include an anode search region 1201 and an electrolyte region 1202, as shown in FIG. When the search button 1210 is selected in the anode search area 1201, a table as shown in FIG. 13 can be output.

도시된 바와 같이 관련 프로젝트의 애노드 물질 설계 시뮬레이션 플랫폼에서 수행한 계산의 결과 목록 중 SEI 계산에서 사용할 애노드를 클릭하면 창 좌측 상단의 가시화 영역(1301)을 통해 해당 애노드 계산의 결과가 미리 출력될 수 있다. 창 하단에 위치한 OK 버튼(1302)이 눌려지면 선택된 애노드의 사용이 결정되고, Close 버튼(1303)이 눌려지면, 선택이 취소될 수 있다. 애노드가 선택되면 도 14에서와 같이 음극 SEI의 주 시각화 윈도우(1301)에 선택된 애노드에서 Li 원자가 제외된 구조가 표시될 수 있다. As shown in the figure, when the anode to be used in the SEI calculation is clicked out of the result list of the calculation performed in the anode material design simulation platform of the related project, the result of the anode calculation can be outputted in advance through the visualization area 1301 at the upper left corner of the window . When the OK button 1302 located at the bottom of the window is pressed, the use of the selected anode is determined, and if the Close button 1303 is clicked, the selection can be canceled. When the anode is selected, a structure in which Li atoms are excluded from the anode selected in the main visualization window 1301 of the cathode SEI as shown in FIG. 14 may be displayed.

빌더 영역(1101)에서 전해질 영역(1202)을 기반으로 기존에 만들어 놓은 전해질 조합을 선택하거나, 빌더 버튼(1220)을 통해 새로운 전해질 조합을 생성할 수 있다. 빌더 버튼(1220)이 선택되면, 도 15에 도시된 바와 같이 새로운 전해질 생성을 위한 전해질 생성 윈도우가 출력될 수 있다. 여기서 전해질 입력 칸에 사용하고자 하는 전해질의 화학식을 입력하면 전해질 빌더 화면에 해당되는 전해질 목록이 표시되고, 이중 원하는 전해질을 클릭하면 도 16에 도시된 바와 같은 전해질 목록 화면이 출력될 수 있다. In the builder region 1101, an existing electrolyte combination based on the electrolyte region 1202 may be selected, or a new electrolyte combination may be generated through the builder button 1220. When the builder button 1220 is selected, an electrolyte generation window for generating a new electrolyte can be output as shown in FIG. If the formula of the electrolyte to be used is inputted in the electrolyte input box, a list of electrolytes corresponding to the electrolyte builder screen is displayed. If the desired electrolyte is clicked, an electrolyte list screen as shown in FIG. 16 can be output.

전해질 목록 화면에서 선택된 전해질에 비율(Ratio)을 입력하고, 도 15에서의 전해질 생성 윈도우에서 "Find density"버튼(1501)을 클릭하면 선택된 전해질이 해당 비율의 질량비로 생성이 되고, 밀도 최적화 과정이 자동으로 시작된다.When the "Ratio" is input to the electrolyte selected on the electrolyte list screen and the "Find density" button 1501 is clicked on the electrolyte generation window in FIG. 15, the selected electrolyte is generated at the mass ratio of the selected ratio, It starts automatically.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 전해질 밀도 최적화 과정을 설명하는 도면이며, 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 최적 전해질 밀도 선택을 설명하는 도면이다.FIG. 17 is a view for explaining an electrolyte density optimization process according to an embodiment of the present invention, and FIG. 18 is a view for explaining an optimal electrolyte density selection according to an embodiment of the present invention.

밀도 최적화 과정과 관련하여, 액체 전해질의 밀도를 정의하는 것이 요구된다. 다양한 경우들에서, 사용자는 두개 이상의 분자 화합물로 구성된 액체 혼합 페이지(Phase)에서의 전해질을 고려할 수 있다. 그래서 전해질과 애노드 사이의 이전 화학적 반등들의 예측에 앞서, 액체 전해질의 밀도들을 결정하는 과정이 수행될 수 있다. 전해질의 액체 밀도를 결정하기 위하여, 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 전해질 분자를 채우는 과정, 진공 공간을 삽입하는 과정, 시뮬레이션 셀 완화 과정, 셀 스퀴즈 과정, 분자 역학 수행하는 과정을 수행하고, 최적의 안정점을 찾기 위해 스퀴즈 과정 및 분자 역학 수행 과정을 반복하는 과정을 수행할 수 있다.With respect to the density optimization process, it is required to define the density of the liquid electrolyte. In various cases, the user may consider an electrolyte in a liquid mixed phase comprised of two or more molecular compounds. Thus, prior to predicting the previous chemical rebound between the electrolyte and the anode, a process can be performed to determine the density of the liquid electrolyte. To determine the liquid density of the electrolyte, the cathode SEI simulation platform performs the process of filling the electrolyte molecules, inserting the vacuum space, simulating cell mitigation, cell squeezing, and molecular dynamics, It is possible to perform a process of repeating a squeezing process and a molecular dynamics performing process.

분자를 채우는 과정에 있어서, 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 사용자가 선택한 진공 공간에 전해질 분자들을 랜덤하게 채운다. 전해질은 반데르발스 반경에 기반하여 분자들 사이에서의 겹침이 가능할 때까지 최대한 채워진다. 전해질 분자를 채워서 획득된 전해질 시스템은 불안정할 것이다. 시스템의 높은 에너지를 줄이기 위하여, 다음으로, 진공 공간을 삽입하는 과정을 수행할 수 있다. 이 과정에서, 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 시스템의 Z축 길이가 20프로 증가된 진공 공간을 삽입한다.In the process of filling the molecules, the cathode SEI simulation platform randomly fills the electrolyte molecules into the vacuum space of your choice. The electrolyte is filled to the greatest extent possible, based on Van der Waals' radius, until overlapping between molecules is possible. The electrolyte system obtained by filling the electrolyte molecules will be unstable. In order to reduce the high energy of the system, a process of inserting a vacuum space can then be performed. In this process, the cathode SEI simulation platform inserts a vacuum space with a 20-fold increase in Z-axis length of the system.

다음으로, 셀 최적화 없이 진공 공간을 추가한 과정으로부터 획득된 시뮬레이션 셀을 완화시키기 위한 분자 역학을 수행한다. 다음으로, 셀의 Z축 길이의 5프로 줄여서 분자 역학 수행으로부터 획득된 시뮬레이션 셀을 스퀴즈한다. 셀 최적화 없이 스퀴즈 과정으로부터 획득된 시뮬레이션 셀을 완화하기 위한 분자 역학을 수행하고, 스퀴즈 과정 이전의 시뮬레이션 셀의 시스템 전위 에너지와 스퀴즈 과정 이후의 시뮬레이션 셀의 시스템 전위 에너지를 비교한다. 현재 전위 에너지가 이전 보다 덜 안정적이면(또는 보다 부정적이면), 스퀴즈 과정 및 분작 역학 수행 과정을 반복한다. 그렇지 않다면, 최적 액체 밀도 및 전위 에너지로서 시스템 밀도를 저장하고 다음 단계를 수행한다.Next, we perform molecular dynamics to relax the simulation cell obtained from the process of adding vacuum space without cell optimization. Next, the simulation cell obtained from the molecular dynamics run is squeezed by 5 pros in the Z-axis length of the cell. The system potential energy of the simulation cell before the squeeze process and the system potential energy of the simulation cell after the squeeze process are compared with each other by performing the molecular dynamics to relax the simulation cell obtained from the squeeze process without cell optimization. If the current potential energy is less stable (or more negative) than before, the squeeze process and the split kinetic process are repeated. If not, store the system density as the optimal liquid density and potential energy and perform the next step.

다음 단계로서, 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼(예: iBat)은 스퀴즈 이후 분자 역학 수행으로부터 획득된 최적 액체 밀도를 재확인한다. 예컨대, 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 셀을 스퀴즈하고 분자 역학을 수행하면서 전위 에너지를 계산한다. 현재 에너지가 분자 역학을 수행하는 과정으로부터 최소 밀도점에서의 전위 에너지보다 높은 것을 확인하기 위하여 4번 반복(스퀴즈 및 분자 역학 수행에 따른 전위 에너지 계산)한다. 이 과정 수행 동안 보다 낮은 전위 에너지(보다 안정된 지점)를 가지는 새로운 지점이 나타나면, 최적 액체 밀도 및 전위 에너지로서 시스템 밀도를 저장하고, 최적 액체 밀도 재확인 과정을 재수행한다. 전위 에너지와 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼에서 최적 액체 밀도를 찾는 동안 획득된 시스템 밀도 커브 간의 비교가 도 18과 같이 나타날 수 있다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 밀도 변곡점을 기반으로 최적 밀도를 자동 검출할 수 있다. 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 전위 에너지 및 시스템 밀도 곡선 비교에 의해 액체 전해질의 개략적인 밀도 결정(시스템에서 획득할 수 있는 최적 밀도로서 붉은색 사각형 부분의 값을 선택)을 수행할 수 있다.As a next step, a negative SEI simulation platform (eg iBat) reaffirms the optimal liquid density obtained from molecular dynamics runs after squeeze. For example, a cathode SEI simulation platform calculates the potential energy by squeezing cells and performing molecular dynamics. Four iterations (calculation of potential energy according to squeeze and molecular dynamics) are performed to confirm that the current energy is higher than the potential energy at the minimum density point from the process of performing the molecular dynamics. If a new point with a lower potential energy (more stable point) appears during this process, the system density is stored as the optimal liquid density and potential energy, and the optimal liquid density re-verification process is performed. A comparison between the system density curves obtained while looking for the optimum liquid density in the potential energy and cathode SEI simulation platforms can be shown in FIG. As shown in Fig. 18, the cathode SEI simulation platform can automatically detect the optimal density based on the density inflection point. The cathode SEI simulation platform can perform a rough density determination of the liquid electrolyte (by choosing the value of the red square portion as the optimal density obtainable in the system) by comparing the potential energy and the system density curve.

전해질의 자동 밀도 최적화 과정이 완료된 이후, 도 15에서, 전해질 이름(Electrolyte Name)에 현재 전해질 조합의 이름을 입력하고 Save 버튼(1502)을 누르면 전해질 조합과 이 조합의 밀도가 저장된다.After the automatic density optimization process of the electrolyte is completed, in FIG. 15, the name of the current electrolyte combination is input to the electrolyte name, and the Save button 1502 is pressed, the electrolyte combination and the density of this combination are stored.

빌더 영역(1101)에서 전해질이 선택되고, 도 12에서 "Build SEI" 버튼(1230)이 선택되면, 해당 밀도의 전해질이 생성되고, 작업 페이지의 주 시각화 윈도우에 도 19에서와 같은 음극과 전해질의 계면을 포함하는 구조가 생성된다.When the "Build SEI" button 1230 is selected in the builder area 1101, an electrolyte of the density is generated, and a negative electrode and an electrolyte A structure including an interface is generated.

도 19는 본 발명의 실시예에 따른 SEI 구조의 조작 기능들의 한 예를 나타낸 도면이다.FIG. 19 is a diagram showing an example of operation functions of the SEI structure according to the embodiment of the present invention.

주 시각화 윈도우의 상단에 위치한 조작(Manipulation) 기능은 생성이 완료된 SEI 구조뿐만 아니라, 현재 화면에 있는 모든 구조에 대한 조작 기능을 지원한다. 도 19에 도시된 조작 기능은 시뮬레이션 박스의 x, y, z에서 샘플들의 변형을 적용하는 변형(Strain), x, y, z 축, 시뮬레이션 박스의 클론을 생성하는 클론(Clone), ±x, ±y, ±z 축 시뮬레이션 박스에서 진공 영역 만드는 진공(vacuum), 다양한 원자 선택 옵션들을 제공하는 원자 선택(Select Atom), 선택된 원자에 인접 영역에 원자를 추가할 수 있는 원자 추가(Add atom), 선택된 원자들을 이동시키는 원자 이동(Move Atom), 선택된 원자(들)를 시계 방향("CW") 또는 반시계 방향("CCW")으로 회전하는데 이용되는 원자 회전(Rotate Atom), 선택된 원자들의 변형을 적용하는 원자 그룹 변형 적용(Apply Strain to the Group of Atoms), 선택된 요소들에 의해 선택된 원자들을 다른 원자로 교체하는 원자 교체(Substitute Atom), 원자 복사를 수행하는 원자 복사(Copy Atom), 복사한 원자들을 연결하는 원자 붙임(Paste Atom)을 포함할 수 있다. SEI Build가 완료되고, 빌더 영역(1101)의 마지막에 위치한 SEI Name을 누르고 Save를 클릭하면 현재의 상태가 새로운 SEI 구조로 저장된다.The Manipulation function located at the top of the main visualization window supports manipulation functions for all structures in the current screen as well as the SEI structure that has been created. The manipulation function shown in Fig. 19 includes a transformation for applying deformation of samples in x, y, z of the simulation box, a x, y, z axis, a clone for generating a clone of a simulation box, Vacuum to create vacuum zones in ± y, ± z axis simulation boxes, Select Atom to provide various atom selection options, Add atom to add atoms to adjacent atoms, Atom, which is used to rotate the selected atom (s) in a clockwise direction (CW) or counterclockwise direction (CCW), a transformation of selected atoms (Substitute Atom) that replaces the atoms selected by the selected elements with another atom, Copy Atom which performs atomic copy, Attachment of atoms connecting atoms Paste Atom). When the SEI Build is completed, the SEI Name located at the end of the builder area (1101) is clicked and Save is clicked, the current state is saved as a new SEI structure.

도 20은 본 발명의 실시예에 따른 SEI 작업 제출의 한 예를 나타낸 도면이다.20 is a diagram showing an example of submission of an SEI job according to an embodiment of the present invention.

SEI 작업 제출은 Builder의 다음에 위치한 Simulatoins 영역에서 가능하다. 현재 만들어진 SEI 구조를 이용하여 계산을 수행하려면 Temperature, Time, Job name에 각각 온도, 시간, 작업 이름을 입력하고 Simulate 버튼을 클릭한다.Submitting an SEI job is available in the Simulatoins area, which is located next to the Builder. To perform calculations using the currently created SEI structure, enter the temperature, time, and job name in Temperature, Time, and Job names, respectively, and click the Simulate button.

도 21은 본 발명의 실시예에 따른 결과 분석의 한 예를 나타낸 도면이다.21 is a diagram showing an example of a result analysis according to an embodiment of the present invention.

도 11에 나타낸 작업 페이지의 시각화 윈도우 영역에서 마지막에 위치한 Molecules Filter 아이콘(1105)을 클릭하면 도시된 바와 같은 창이 생성된다. 생성된 Molecules Filter 창의 체크박스를 선택하거나 해제하면 해당 분자가 제외된 결과가 화면에 가시화 되며 "All", "Electrolyte"는 각각 전체 또는 Electrolyte에 사용된 분자의 체크박스를 반전시킨다.When the Molecules Filter icon 1105 positioned at the end in the visualization window area of the operation page shown in FIG. 11 is clicked, a window as shown is created. If you check or uncheck the check box of the generated Molecules Filter window, the result of excluding the molecule is visualized on the screen. "All" and "Electrolyte" reverses the check box of the molecule used in whole or Electrolyte respectively.

도 22는 본 발명의 실시예에 따른 SEI 결과물과 관련한 화면의 한 예를 나타낸 도면이다.22 is a view showing an example of a screen related to an SEI result according to an embodiment of the present invention.

도 11의 좌하단 마지막 블록에서 SEI Product 버튼(1110)을 선택하면, 도시된 바와 같은 SEI 결과물 창이 출력된다. 생성된 SEI Product 창의 좌측에는 그래프를 그리는 방법(시간별 각 분자의 개수, 높이별 각 분자의 개수)을 선택할 수 있고, "z"가 선택된 경우 현재 시점에서 높이에 따른 분자의 분포를 확인할 수 있다.When the SEI Product button 1110 is selected in the last block in the lower left end of FIG. 11, the SEI result window as shown is output. On the left side of the generated SEI Product window, you can choose how to draw the graph (the number of each molecule per time, the number of each molecule per height), and if "z" is selected, you can see the distribution of the molecules according to their height at the current point.

도 23은 본 발명의 실시예에 따른 반응 분석 결과를 나타낸 도면이며, 도 24는 본 발명의 실시예에 따른 원자 간 거리에 따른 결합 차수를 나타낸 그래프이다.FIG. 23 is a graph showing a result of a reaction analysis according to an embodiment of the present invention, and FIG. 24 is a graph showing a degree of coupling according to an interatomic distance according to an embodiment of the present invention.

도 11의 좌하단 마지막 블록에서 Reaction 아이콘(1120)을 선택하면, 도시된 바와 같은 반응 분석 화면이 출력될 수 있다. 반응 분석의 좌측 테이블은 전해질이 분해된 결과물과 각 결과물을 생성하는데 사용된 전해질 분자의 원자 개수가 표시될 수 있다. 우측 테이블은 위와는 반대로 생성된 결과물을 기준으로 각 결과물을 만드는데 참여한 원자의 원본 전해질 분자가 표시될 수 있다.When the Reaction icon 1120 is selected in the last block in the lower left part of FIG. 11, a reaction analysis screen as shown in FIG. 11 can be output. The table on the left of the reaction analysis can be used to show the result of the decomposition of the electrolyte and the number of atoms of the electrolyte molecule used to produce each result. In the table on the right, contrary to the above, the original electrolyte molecule of the atom participating in making each result can be displayed based on the produced result.

ReaxFF-MD(Molecular Dynamics) 시뮬레이션들로부터 화학적 결과물을 분석하기 위하여, 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 음극과 전해질 사이의 화학적 반응들에 의해 생성되는 SEI의 화학적 결과물을 예측한다. 이때, 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 ReaxFF-MD 시뮬레이션들의 결과들(예: 결합 차수)로부터 화학적 결과물을 분석한다. ReaxFF 전위에 의해 계산된 화학적 분자 정보는 LAMMPS에서 "pair_style_reax/c" 명령어를 사용하여 기록한다. 결합 차수 값은 결합 거리에 기반한 결합 차수에서의 화학적 결합들을 결정하는데 이용될 수 있다. ReaxFF에서, 결합 차수((BOij)는 다음 수학식 1에 의해 정의된다.To analyze chemical results from ReaxFF-MD (Molecular Dynamics) simulations, a cathode SEI simulation platform predicts the chemical outcome of SEIs produced by chemical reactions between the cathode and the electrolyte. At this time, the cathodic SEI simulation platform analyzes the chemical results from the results of ReaxFF-MD simulations (eg, order of integration). Chemical molecular information calculated by ReaxFF dislocation is recorded using the "pair_style_reax / c" command in LAMMPS. The bond order value can be used to determine chemical bonds in the bond order based on bond distance. In ReaxFF, the coupling order (BOij) is defined by the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112016004098518-pat00001
Figure 112016004098518-pat00001

원자간 거리에 따른 결합 차수는 도 24에 도시된 바와 같은 특성 곡선으로 나타날 수 있다.The coupling order according to the distance between atoms can be represented by a characteristic curve as shown in FIG.

원자들의 쌍 사이에서의 화학적 결합들을 정의하기 위하여, "cut-off" 거리가 할당될 수 있다. 기본 컷오프 0.3은 일반적으로 좋은 결과를 제공하며, LAMMPS는 해당 값을 기본 컷오프 값으로 설정한다. LAMMPS는 "reax/c pair_coeff" 명령어 및 ReaxFF를 사용하여 설명되는 각 원자 종류의 화학적 유사성을 매칭시킨다. LAMMPS는 분자 ID, 분자에서의 원자들의 수, 화학 공식, 전체 전하, 이 분자에서의 xyz 위치들의 질량 중심 등을 기록한다. 음극 SEI 시뮬레이션 플랫폼은 결합 및 시뮬레이션에서의 각 시간 단위 분해 매커니즘을 보이기 위해 LAMMPS에서의 분자 정보를 활용한다.To define chemical bonds between pairs of atoms, a "cut-off" distance may be assigned. The default cutoff of 0.3 generally provides good results, and LAMMPS sets the value to the default cutoff value. LAMMPS matches the chemical similarity of each atom type described using the "reax / c pair_coeff" command and ReaxFF. LAMMPS records the molecular ID, the number of atoms in the molecule, the chemical formula, the total charge, and the mass center of xyz positions in this molecule. The cathodic SEI simulation platform utilizes molecular information in the LAMMPS to show each time-resolved mechanism in the coupling and simulation.

도 25는 본 발명의 실시예에 따른 음극 SEI 시뮬레이션 방법을 설명하는 도면이다.25 is a view for explaining a method of simulating a cathode SEI according to an embodiment of the present invention.

도 25를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 음극 SEI 시뮬레이션 방법은 2501 과정에서, 전자 장치(예: 사용자 장치 또는 서버)가 음극 SEI 시뮬레이션과 관련한 로비 페이지를 출력할 수 있다. 로비 페이지는 이전 또는 현재 작업 중인 음극 SEI 물질 리스트를 표시할 수 있다. Referring to FIG. 25, a cathode SEI simulation method according to an embodiment of the present invention, in step 2501, an electronic device (e.g., a user device or a server) may output a lobby page related to cathode SEI simulation. The lobby page may display a list of previous or current working cathode SEI materials.

2503 과정에서, 전자 장치는 음극 SEI 시뮬레이션을 위한 작업 페이지로의 전환과 관련한 사용자 입력이 수신되는지 확인할 수 있다. 예컨대, 전자 장치는 로비 페이지의 상태 바에 배치된 작업 객체를 선택하는 입력이 발생하는지 확인할 수 있다. 전자 장치는 작업 페이지 전환과 관련한 입력이 없는 경우 이전 과정 2501 상태를 유지할 수 있다. 2501 상태에서, 전자 장치는 사용자 입력에 따른 로비 페이지 운용을 처리할 수 있다.In step 2503, the electronic device can verify that user input related to switching to a task page for cathode SEI simulation is received. For example, the electronic device can verify that an input to select a work object placed in the status bar of the lobby page occurs. The electronic device can maintain the previous process 2501 state if there is no input associated with the task page switch. In state 2501, the electronic device can process lobby page operations according to user input.

작업 페이지 전환과 관련한 사용자 입력이 발생하면, 2505 과정에서, 전자 장치는 작업 페이지를 디스플레이에 출력할 수 있다. 전자 장치는 사용자 입력에 대응하여 음극 SEI 물질을 만들거나 불러와서 밀도 최적화 과정을 수행하며, 음극 SEI 물질에 대한 원자의 변형, 클론, 진공, 원자 추가, 이동, 회전, 복사, 붙임 등을 수행할 수 있다. 또한, 전자 장치는 입력에 따라, 음극 SEI 물질에 대한 분석 결과를 제공할 수 있다. 예컨대, 전자 장치는 SEI 결과물 분석 및 반응 분석 결과를 제공할 수 있다. When a user input related to job page switching occurs, in step 2505, the electronic device can output a job page to the display. The electronic device performs the density optimization process by making or recalling a negative SEI material corresponding to the user input, and performs deformation, cloning, vacuum, atom addition, movement, rotation, copying, . The electronic device may also provide an analysis result for the negative SEI material, depending on the input. For example, an electronic device may provide SEI output analysis and reaction analysis results.

2507 과정에서, 전자 장치는 페이지 전환(예: 로비 페이지로의 전환)과 관련한 사용자 입력이 발생하는지 확인할 수 있다. 페이지 전환과 관련한 입력이 발생하지 않으면, 2509 과정에서, 전자 장치는 음극 SEI 시뮬레이션 기능과 관련한 종료 입력이 발생하는지 확인할 수 있다. 종료 입력이 발생하지 않으면, 전자 장치는 2505 이전으로 분기하여 이하 과정을 재수행할 수 있다. 2507 과정에서, 페이지 전환과 관련한 사용자 입력이 수신되면, 전자 장치는 2501 과정으로 분기하여 이하 과정을 재수행할 수 있다. In step 2507, the electronic device can check if user input related to page switching (e.g., switching to lobby page) occurs. If there is no input associated with the page transition, then in 2509, the electronic device can determine whether an end input related to the cathode SEI simulation function occurs. If no termination input occurs, the electronic device may branch back to 2505 and re-execute the following procedure. In step 2507, when a user input related to page switching is received, the electronic device branches to step 2501 and can perform the following process again.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

사용자 장치 : 100
메인 서버 : 110
사용자 인터페이스 : 120
시뮬레이션 서버 : 130
데이터베이스 : 140User device: 100
Main server: 110
User interface: 120
Simulation server: 130
Database: 140

Claims (11)

음극 고체 전해질 인터페이스의 시뮬레이션 분석을 컴퓨팅 장치 기반으로 수행하는데 관련된 적어도 하나의 데이터를 저장하는 메모리;
상기 메모리에 전기적으로 연결되며, 사용자 입력에 따라 음극 고체 전해질 인터페이스의 이전 작업 리스트 또는 현재 작업 리스트를 포함하는 로비 페이지를 출력하거나 또는 사용자 입력에 따라 음극 고체 전해질 인터페이스의 생성, 시뮬레이션, 및 분석 중 적어도 하나를 수행할 수 있는 작업 페이지를 출력하도록 설정되고, 상기 전해질의 액체 밀도를 결정하기 위한 밀도 최적화를 수행하는 프로세서;
를 포함하는 전자 장치.A memory storing at least one data related to performing a simulation analysis of a cathode solid electrolyte interface on a computing device basis;
Simulating and analyzing a negative electrode solid electrolyte interface according to user input, or outputting a lobby page comprising a current work list or a previous work list of a negative electrode solid electrolyte interface in response to a user input, A processor configured to output a task page capable of performing one, and to perform density optimization to determine the liquid density of the electrolyte;
≪ / RTI > 제1항에 있어서,
상기 프로세서는
SEI 구조(Solid Electrolyte Interphase Structure), 전해질의 밀도를 계산한 결과, SEI 구조와 사용자가 입력한 조건을 통해 계산이 이루어진 결과 중 적어도 하나를 사용자가 알아볼 수 있도록 가시화한 시각화 윈도우;
프로젝트 구성원이 해당 프로젝트에서 생성한 SEI 구조를 나타내기 위한 SEI 구조 테이블;
계산된 전해질의 밀도를 나타내는 전해질 테이블; 및
사용자가 생성한 전해질 구조와 공정조건을 통해 이루어진 계산의 목록에 해당하는 시뮬레이션 테이블;
중 적어도 하나를 포함하는 상기 로비 페이지를 출력하도록 설정된 전자 장치.The method according to claim 1,
The processor
A SEI structure (Solid Electrolyte Interphase Structure), a visualization window in which a density of an electrolyte is calculated, a visualization is made so that a user can recognize at least one of the results calculated through SEI structure and user input conditions;
An SEI structure table for indicating the SEI structure created by the project member in the project;
An electrolyte table indicating the density of the calculated electrolyte; And
A simulation table corresponding to a list of calculations made through user-generated electrolyte structures and process conditions;
The lobby page including at least one of the lobby pages. 제2항에 있어서,
상기 프로세서는
음극 SEI 물질을 선택하거나 로드할 수 있는 빌더 영역;
상기 빌더 영역을 이용하여 빌딩한 음극 SEI 물질의 시뮬레이션 동작 조건 또는 실행 조건을 설정하는 시뮬레이션 영역;
상기 시뮬레이션 수행에 따른 분석 결과를 선택할 수 있는 분석 영역; 및
선택된 음극 SEI 물질의 분자 상태를 나타낸 상기 시각화 윈도우 영역;
중 적어도 하나를 포함하는 상기 작업 페이지를 출력하도록 설정된 전자 장치.3. The method of claim 2,
The processor
A builder region capable of selecting or loading a cathode SEI material;
A simulation region for setting a simulation operation condition or an execution condition of the negative SEI material built using the builder region;
An analysis area for selecting an analysis result according to the simulation; And
Said visualization window region indicating the molecular state of the selected cathode SEI material;
The operation page including at least one of the operation pages. 제3항에 있어서,
상기 프로세서는
음극 SEI 구조에 적용할 음극을 검색할 수 있는 애노드 검색 영역; 및
음극 SEI 구조에 적용할 전해질을 검색할 수 있는 전해질 영역;
을 포함하는 상기 빌더 영역을 출력하도록 설정된 전자 장치.The method of claim 3,
The processor
An anode search region capable of searching a cathode to be applied to a cathode SEI structure; And
An electrolyte region capable of searching for an electrolyte to be applied to the negative SEI structure;
And outputting the builder area. 삭제delete 제3항에 있어서,
상기 프로세서는
시뮬레이션 박스의 샘플 변형을 적용하는 변형, 시뮬레이션 박스의 클론을 생성하는 클론, 시뮬레이션 박스에 진공 영역 만드는 진공, 원자 선택 옵션들을 제공하는 원자 선택, 선택된 원자의 인접 영역에 원자를 추가할 수 있는 원자 추가, 선택된 원자들을 이동시키는 원자 이동, 선택된 원자를 회전시키는데 이용되는 원자 회전, 선택된 원자들의 변형을 적용하는 원자 그룹 변형 적용, 선택된 원자들을 다른 원자로 교체하는 원자 교체, 원자 복사를 수행하는 원자 복사, 복사한 원자들을 연결하는 원자 붙임 중 적어도 하나의 수행을 지원하는 아이콘을 출력하도록 설정된 전자 장치.The method of claim 3,
The processor
A clone that creates a clone of the simulation box, a vacuum that creates a vacuum zone in the simulation box, an atom selection that provides atom selection options, an atom that can add atoms to the adjacent region of the selected atom , Atomic movement to move selected atoms, atomic rotation used to rotate selected atoms, application of atomic group transformation to apply deformation of selected atoms, atomic replacement to replace selected atoms with other atoms, atomic copy to perform atomic copy, copy And outputting an icon that supports the execution of at least one atomic link connecting one atom. 제3항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 음극 SEI 구조의 화학적 반응 계산 결과를 볼 수 있는 반응 아이콘; 및
상기 음극 SEI 구조의 시간별 각 분자의 개수, 높이별 각 분자의 개수를 축별로 볼 수 있는 결과물 아이콘;
중 적어도 하나를 포함하는 상기 분석 영역을 출력하도록 설정된 전자 장치.The method of claim 3,
The processor
A reaction icon showing the result of chemical reaction calculation of the negative SEI structure; And
A result icon showing the number of each molecule and the number of each molecule by height of the negative SEI structure in each time axis;
And outputting the analysis region including at least one of the analysis regions. 사용자 입력에 따라 음극 고체 전해질 인터페이스의 이전 작업 리스트 또는 현재 작업 리스트를 포함하는 로비 페이지를 출력하는 과정;
작업 전환 요청과 관련한 사용자 입력을 수신하는 과정;
상기 작업 전환 요청에 대응하여 음극 고체 전해질 인터페이스의 생성 및 시뮬레이션과 분석 중 적어도 하나를 수행할 수 있는 작업 페이지를 출력하는 과정;
상기 전해질의 액체 밀도를 결정하는 과정;
을 포함하는 음극 고체 전해질 인터페이스 시뮬레이션 방법.Outputting a lobby page including a previous work list or a current work list of the cathode solid electrolyte interface according to user input;
Receiving user input relating to the task change request;
Outputting an operation page capable of performing at least one of generation, simulation, and analysis of a cathode solid electrolyte interface in response to the job switching request;
Determining a liquid density of the electrolyte;
/ RTI > wherein the anode solid electrolyte interface interface is a solid electrolyte interface interface. 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 결정하는 과정은
전해질 분자를 채우는 과정, 진공 공간을 삽입하는 과정, 시뮬레이션 셀 완화 과정, 셀 스퀴즈 과정, 분자 역학 수행하는 과정을 수행하고, 최적의 안정점을 찾기 위해 상기 스퀴즈 과정 및 분자 역학 수행 과정을 반복하는 과정을 포함하는 음극 고체 전해질 인터페이스 시뮬레이션 방법. 9. The method of claim 8,
The process of determining
A process of filling the electrolyte molecules, a process of inserting a vacuum space, a simulation cell mitigation process, a cell squeezing process, a process of performing molecular dynamics, and repeating the squeeze process and the molecular dynamics process to find an optimal stable point / RTI > wherein the anode solid electrolyte interface interface is a solid electrolyte interface interface. 제10항에 있어서,
상기 반복 과정을 통해 획득된 데이터들에서 밀도 변곡점 영역을 최적 밀도로 결정하는 과정;
을 더 포함하는 음극 고체 전해질 인터페이스 시뮬레이션 방법.11. The method of claim 10,
Determining a density inflection point region as an optimal density in the data obtained through the iterative process;
Further comprising the steps of:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090326696A1 (en) 2008-06-20 2009-12-31 Sakti3, Inc. computational method for design and manufacture of electrochemical systems
US20120046776A1 (en) * 2011-10-31 2012-02-23 Sakti3, Inc. Computer aided solid state battery design method and manufacture of same using selected combinations of characteristics

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090326696A1 (en) 2008-06-20 2009-12-31 Sakti3, Inc. computational method for design and manufacture of electrochemical systems
US20110202159A1 (en) 2008-06-20 2011-08-18 Sakti3, Inc. Computational method for design and manufacture of electrochemical systems
US20120046776A1 (en) * 2011-10-31 2012-02-23 Sakti3, Inc. Computer aided solid state battery design method and manufacture of same using selected combinations of characteristics

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Effect of electrolytes on the structure and evolution of the solid electrolyte interphase (SEI) in Li-ion batteries: A molecular dynamics study, Sang-Pil Kima 외 3인 (Journal of Power Sources, 2011.05.3*

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190123002A (en) 2018-04-23 2019-10-31 한국과학기술연구원 An analysis method of sulfide-based solid electrolyte using computer simulation technique and an analysis program of sulfide-based solid electrolyte using computer simulation technique
US11562108B2 (en) 2018-04-23 2023-01-24 Korea Institute Of Science And Technology Method for analyzing sulfide-based solid electrolyte using computer simulation and program for analyzing sulfide-based solid electrolyte using computer simulation

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