[发明专利]一种预测锂离子电池材料电化学性能的仿真方法

摘要

本发明公开了一种预测锂离子电池材料电化学性能的仿真方法，包括以下步骤：步骤1、特征参数的获取：步骤2、物理模型的建立；步骤3、数学模型的建立；步骤4、仿真计算，最终预测电池的充放电曲线、倍率充放电、内部锂离子浓度分布等性能。本发明的预测锂离子电池材料电化学性能的仿真方法具有测试周期短、准确性高和可靠性好的特点。

主权项

1.一种预测锂离子电池材料电化学性能的仿真方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、特征参数的获取：通过测试，获取电极材料的形貌和粒度分布特征，得到材料的一次颗粒和二次颗粒形貌和尺寸信息；使用激光粒度方法对材料进行测试，获得材料二次颗粒粒度分布信息；采用SEM测试方法对材料测试，得到材料的一次颗粒和二次颗粒形貌和尺寸信息，并根据激光粒度的测试结果，选取二次颗粒尺寸为中位数的颗粒，在SEM图样上随机选取至少50个点测试，取平均值后获得一次颗粒尺寸；步骤2、物理模型的建立：根据材料的一次颗粒和二次颗粒形貌和尺寸信息，分别建立正极和负极的物理模型；步骤3、数学模型的建立：使用菲克扩散方程或抛物线方程描述锂离子在正极和负极一次颗粒中的扩散行为；使用巴特勒‑福尔默方程表示一次颗粒表面发生的电化学反应；电解液中载流子的扩散阻力用使用等效电阻表示；并在正极和负极颗粒上应用能量守恒和电荷守恒方程；步骤4、仿真计算、根据步骤2中锂离子电池设计方案中各组分的性质，赋予步骤3数学模型中正极和负极相关热力学、动力学参数；并进行数值仿真计算，预测电池的充放电曲线、倍率充放电性能。