[發明專利]鋰離子電池正極材料導電性能仿真生成方法有效
| 申請號： | 201910372142.3 | 申請日： | 2019-05-06 |
| 公開（公告）號： | CN110069890B | 公開（公告）日： | 2020-08-11 |
| 發明（設計）人： | 陳云霞;朱家曉;金毅;李大慶;康銳 | 申請（專利權）人： | 北京航空航天大學 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20 |
| 代理公司： | 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474 | 代理人： | 張冬花 |
| 地址： | 100191*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 鋰離子電池 正極 材料 導電 性能 仿真 生成 方法 | ||
1.一種鋰離子電池正極材料導電性能仿真生成方法，其特征在于：其包括以下步驟：
S1：設置導電劑摻雜比例w導、粘合劑摻雜比例w粘、活性材料尺寸、導電劑尺寸以及材料孔隙率p參數，并給定仿真空間的大小；
S2：利用活性材料和導電劑的密度，并根據步驟S1所設置的導電劑摻雜比例、材料的孔隙率，計算在給定仿真空間下，活性材料微粒和導電劑微粒的個數；
S3：隨機生成在N倍于給定仿真空間體積下的活性材料微粒和導電劑微粒位置分布；
S4：將隨機分布的活性材料微粒和導電劑微粒所處的空間壓縮至給定仿真空間大小，從而構建了電學仿真所需的正極材料仿真輸入模型；
S5：將所構建的正極材料仿真輸入模型導入電學分析模塊中，并設置活性材料以及導電劑的導電率，仿真計算在給定電壓下所構建的正極材料在通道效應下的電流密度分布；
S6：根據步驟S5中獲得的正極材料的電流密度分布，獲取S5中所施加的給定電壓的平面的節點電流密度，計算給定電壓平面的節點電流密度的平均值，并利用正極材料仿真輸入模型的串聯規律關系，得到正極材料的平均電流密度jall，進而利用電導率計算表達式獲得正極材料電導率σ：
其中，I為流經正極材料的電流，U為正極材料兩端所加電壓，L為正極材料的長度，S為正極材料的橫截面積；
S7：重復上述仿真過程獲取多次電導率σ，并選取平均值作為該正極材料的導電率。
2.根據權利要求1所述的鋰離子電池正極材料導電性能仿真生成方法，其特征在于：所述正極材料為摻雜導電劑的鋰離子電池正極材料，正極材料的組成成分包括活性材料、導電劑和粘合劑。
3.根據權利要求1所述的鋰離子電池正極材料導電性能仿真生成方法，其特征在于：步驟S1中所述參數以及仿真空間的大小具體包括：
S11、導電劑摻雜比例為所摻雜的導電劑質量占正極材料總質量的百分比；粘合劑摻雜比例為所摻雜的粘合劑質量占正極材料總質量的百分比，導電劑摻雜比例wCB設置在5％-15％之間，粘合劑摻雜比例w粘為10.43％；
S12、活性材料和導電劑微粒的幾何形狀均為球形，活性材料微粒直徑dAM設置在50nm到200nm之間，導電劑微粒直徑dCB設置為40nm；
S13、孔隙率p為所有材料的體積和占整個仿真空間體積的百分比，所述孔隙率p設置為50％；
S14、仿真空間的幾何形狀設置為正方體，正方體的邊長dspace設置為活性材料直徑的三倍。
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