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龍圖騰網(wǎng)獲悉清華大學深圳國際研究生院申請的專利鋰離子電池多晶與單晶正極材料多物理場耦合建模與失效分析方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN120388664B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-26發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202510883858.5，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G16C60/00；該發(fā)明授權(quán)鋰離子電池多晶與單晶正極材料多物理場耦合建模與失效分析方法是由周光敏;曲浩天設(shè)計研發(fā)完成，并于2025-06-30向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本鋰離子電池多晶與單晶正極材料多物理場耦合建模與失效分析方法在說明書摘要公布了：一種鋰離子電池多晶與單晶正極材料多物理場耦合建模與失效分析方法，包括：構(gòu)建三維正極顆粒結(jié)構(gòu)模型，多晶結(jié)構(gòu)通過球形邊界內(nèi)隨機填充互不重疊球形晶粒生成，單晶為完整球體；將模型導入有限元仿真平臺，設(shè)置多物理場耦合接口；建立擴散、遷移及電化學反應(yīng)動力學模型；建立鋰濃度?應(yīng)變?應(yīng)力耦合關(guān)系并求解；基于應(yīng)力分布設(shè)失效判據(jù)識別破壞區(qū)域；輸出模擬結(jié)果并進行結(jié)構(gòu)?性能關(guān)聯(lián)分析。該方法可揭示多晶與單晶正極在電化學?力學過程中的演化行為差異，為電極材料設(shè)計、優(yōu)化及壽命評估提供可靠的理論與仿真支持，為高性能鋰離子電池正極材料的優(yōu)化設(shè)計提供了有力的技術(shù)支撐。

本發(fā)明授權(quán)鋰離子電池多晶與單晶正極材料多物理場耦合建模與失效分析方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種鋰離子電池多晶與單晶正極材料多物理場耦合建模與失效分析方法，其特征在于，包括以下步驟： S1.構(gòu)建三維正極顆粒結(jié)構(gòu)模型，其中多晶結(jié)構(gòu)通過在球形邊界內(nèi)隨機填充多個互不重疊的球形晶粒生成，單晶結(jié)構(gòu)以完整球體構(gòu)建；其中，所述多晶結(jié)構(gòu)的構(gòu)建通過隨機生成服從正態(tài)分布的球形晶粒、橢球晶粒、Voronoi結(jié)構(gòu)晶粒實現(xiàn)，并在填充過程中動態(tài)排除邊界外及相互重疊的晶粒，直至總填充體積達到預(yù)設(shè)比例后終止生成； S2.將所述結(jié)構(gòu)模型導入有限元仿真平臺，設(shè)置鋰離子擴散模型、電解液遷移模型、界面電化學反應(yīng)模型及固體力學模型的多物理場耦合接口； S3.建立正極粒子內(nèi)部的鋰離子擴散動力學模型、電解液中離子遷移模型及界面電化學反應(yīng)動力學模型；其中，所述鋰離子擴散模型采用Fick第二定律描述，并為不同晶粒獨立設(shè)置擴散系數(shù)；所述電解液遷移模型采用Nernst-Planck方程耦合濃度梯度與電場遷移項；所述界面電化學反應(yīng)模型基于Butler-Volmer動力學方程建立電流密度與界面過電位的關(guān)聯(lián)； S4.建立鋰濃度-應(yīng)變-應(yīng)力耦合關(guān)系，聯(lián)立求解濃度場與應(yīng)力場；其中，濃度-應(yīng)變耦合關(guān)系通過線性插值函數(shù)建立，將濃度變化映射為體積應(yīng)變；所述應(yīng)力場通過固體力學模塊聯(lián)立濃度-應(yīng)變關(guān)系求解，采用線彈性本構(gòu)模型計算應(yīng)力分布； S5.基于應(yīng)力分布設(shè)置失效判據(jù)，識別潛在結(jié)構(gòu)破壞區(qū)域； S6.輸出正極材料多物理場耦合模擬結(jié)果，并進行正極材料結(jié)構(gòu)-性能關(guān)聯(lián)分析，所述輸出結(jié)果包含電壓-容量曲線、von-Mises應(yīng)力云圖、鋰濃度分布熱圖及裂紋位置預(yù)測圖，并通過對比多晶與單晶結(jié)構(gòu)的模擬結(jié)果量化性能差異。

如需購買、轉(zhuǎn)讓、實施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)＠麢?quán)人清華大學深圳國際研究生院，其通訊地址為：518055 廣東省深圳市南山區(qū)桃源街道麗水路2279號；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。