[发明专利]锂离子电池纤维素隔膜多尺度结构模型的优化方法

摘要

本发明公开了一种锂离子电池纤维素隔膜多尺度结构模型的优化方法，包括如下步骤：S11、在微观尺度下，根据微纤丝和基质的原始占比以及微纤丝的原始角度，建立由基质包裹微纤丝的薄壁圆筒有限元模型，通过有限元仿真模拟得到模型的弹性模量E1；S12、运用原子力显微镜并采用纳米压痕实验方法测得单根纤维的力位移曲线，经数据处理后得到单根纤维的实际弹性模量E2；S13、对模型弹性模量E1和实际弹性模量E2进行对比分析，如果则提高有限元模型中所述微纤丝的占比或减小微纤丝的角度；如果则提高有限元模型中所述基质的占比或增大微纤丝的角度；如果则无需对有限元模型进行优化。本发明建立并优化纤维素隔膜结构模型，提高模型准确度。

主权项

1.锂离子电池纤维素隔膜多尺度结构模型的优化方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S11、在微观尺度下，根据微纤丝和基质的原始占比以及微纤丝的原始角度，建立由基质包裹微纤丝的薄壁圆筒有限元模型，通过有限元仿真模拟得到模型的弹性模量E1；S12、运用原子力显微镜并采用纳米压痕实验方法测得单根纤维的力位移曲线，经数据处理后得到单根纤维的实际弹性模量E2；S13、对模型弹性模量E1和实际弹性模量E2进行对比分析，如果则提高有限元模型中所述微纤丝的占比或减小微纤丝的角度；如果则提高有限元模型中所述基质的占比或增大微纤丝的角度；如果则无需对有限元模型进行优化；S21、在中尺度下，用环境扫描电镜观察并得到纤维素隔膜的环境扫描电镜照片；S22、随机选取几组纤维素隔膜的环境扫描电镜照片，利用图像处理方法提取照片中纤维素隔膜的边界轮廓，选择其中一组边界轮廓清晰的建立中尺度下纤维素隔膜的有限元模型，得到纤维素隔膜的原始纤维密度和直径；S23、通过有限元仿真模拟得到模型的弹性模量E3；S24、运用拉伸压缩材料试验机，采用纸和纸板抗张强度国家测试标准，加载速度恒定为100mm/min，测得纤维素隔膜的应力应变曲线，经数据处理后得到实际弹性模量E4；S25、对模型弹性模量E3和实际弹性模量E4进行对比分析，如果则提高有限元模型中所述纤维的密度或直径；如果则降低有限元模型中所述纤维的密度或直径；如果则无需对有限元模型进行优化。