[發明專利]鋰離子電池的電化學模型的構建方法及仿真方法

在審

• 申請號: 202111295609.2
• 申請日: 2021-11-03
• 公開（公告）號: CN114021340A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 錢靖宇;黃瑛璇;苗雅文
• 申請（專利權）人: 凱博能源科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 劉彩紅

1.一種鋰離子電池的電化學模型的構建方法，其特征在于，所述鋰離子電池包括：正極、負極和電解液；其中，所述正極和所述負極均包括：極片、以及位于所述極片表面的活性材料；該構建方法包括：

根據所述活性材料在二維空間的分布狀態，對所述鋰離子電池進行區域劃分；

根據所述活性材料在二維空間的分布狀態，分別確定所述鋰離子在所述電解液中的第一擴散過程，所述鋰離子從所述活性材料的內部向表面及從所述活性材料的表面向內部的第二擴散過程，所述電解液的電勢分布，所述活性材料的電勢分布，以及所述鋰離子從所述活性材料的表面嵌入和脫出的反應過程；

根據劃分出的各區域、所述第一擴散過程、所述第二擴散過程、所述電解液的電勢分布、所述活性材料的電勢分布、以及所述反應過程，構建所述鋰離子電池的電化學模型。

2.如權利要求1所述的構建方法，其特征在于，所述第一擴散過程包括：所述鋰離子沿x方向和y方向在所述電解液中擴散；

所述第二擴散過程包括：所述鋰離子沿所述x方向和所述y方向，從所述活性材料的內部向表面及從所述活性材料的表面向內部擴散；

所述電解液的電勢分布包括：所述電解液中沿所述x方向和所述y方向的電勢分布；

所述活性材料的電勢分布包括：所述活性材料中沿所述x方向和所述y方向的電勢分布；

其中，所述x方向和所述y方向構成了所述二維空間。

3.如權利要求1或2所述的構建方法，其特征在于，劃分出的區域包括：兩個電極區域、以及非電極區域；

所述正極位于其中一個所述電極區域，所述負極位于另一個所述電極區域；

所述電極區域包括：極片區域和活性區域；所述極片位于所述極片區域；

所述活性材料包括：正極活性顆粒、負極活性顆粒、導電膠和粘結劑；

所述活性區域包括：所述正極活性顆粒或所述負極活性顆粒所在的顆粒區域、所述導電膠和所述粘結劑所在的粘結區域、以及間隔區域。

4.如權利要求3所述的構建方法，其特征在于，在所述電化學模型包括：液相鋰離子擴散模型、固相鋰離子擴散模型、液相電勢模型、固相電勢模型、以及BV方程時，根據劃分出的各區域、所述第一擴散過程、所述第二擴散過程、所述電解液的電勢分布、所述活性材料的電勢分布、以及所述反應過程，構建所述鋰離子電池的電化學模型，具體包括：

根據劃分出的各區域和所述第一擴散過程，構建所述液相鋰離子擴散模型；

根據劃分出的各區域和所述第二擴散過程，構建所述固相鋰離子擴散模型；

根據劃分出的各區域和所述電解液的電勢分布，構建所述液相電勢模型；

根據劃分出的各區域和所述活性材料的電勢分布，構建所述固相電勢模型；

根據劃分出的各區域和所述反應過程，構建所述BV方程。