[发明专利]锂离子电池建模方法及装置

权利要求书

1.一种锂离子电池建模方法，其特征在于，包括：

获取锂离子电池的负极极片的多个材料颗粒的三维空间结构；

根据多个材料颗粒的三维空间结构，确定多个材料颗粒的尺寸分布和/或形状分布；

根据多个材料颗粒的尺寸分布和/或形状分布，确定锂离子电池中负极锂离子加权固相扩散方程；

根据所述负极锂离子加权固相扩散方程，建立锂离子电池模型。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池建模方法，其特征在于，根据多个材料颗粒的三维空间结构，确定多个材料颗粒的尺寸分布，包括：

根据多个材料颗粒的三维空间结构，确定每个材料颗粒的体积；

按照体积对多个材料颗粒进行统计，得到多个材料颗粒的体积分布；

根据多个材料颗粒的体积分布，确定多个材料颗粒的尺寸分布。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池建模方法，其特征在于，按照体积对多个材料颗粒进行统计，得到多个材料颗粒的体积分布，包括：

对多个材料颗粒的体积进行统计分析，确定体积直方分布的分组组距，得到多个材料颗粒的包含多个体积分组的体积直方分布数据。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池建模方法，其特征在于，根据多个材料颗粒的三维空间结构，确定多个材料颗粒的形状分布，包括：

根据多个材料颗粒的三维空间结构，确定每一体积分组中的每个材料颗粒的球形度；

按照球形度对每一体积分组中的材料颗粒进行统计，得到多个体积分组对应的球形度分布；

根据所述球形度分布，确定多个材料颗粒的形状分布。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池建模方法，其特征在于，按照如下公式，确定每个材料颗粒的球形度：

S＝V_a/V_b

其中，S表示一材料颗粒的球形度；V_a表示该材料颗粒的体积；V_b表示该材料颗粒的外接球的体积。

6.根据权利要求4所述的锂离子电池建模方法，其特征在于，按照球形度对每一体积分组中的材料颗粒进行统计，得到多个体积分组对应的球形度分布，包括：

对每一体积分组中的材料颗粒的球形度进行统计，确定每一体积分组对应的材料颗粒的球形度直方分布的分组组距，得到每一体积分组对应的球形度直方分布数据；

整合每一体积分组对应的球形度直方分布数据，得到多个体积分组对应的球形度直方分布数据。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池建模方法，其特征在于，根据所述球形度分布，确定多个材料颗粒的形状分布，包括：

在每一体积分组对应的球形度直方分布数据中，根据该体积分组对应的球形度的多个分组的球形度中位数，确定该体积分组对应的球形度的每一分组的代表性材料颗粒；

将所有体积分组对应的球形度的每一分组的代表性材料颗粒整合，得到多个材料颗粒的形状分布。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池建模方法，其特征在于，根据多个材料颗粒的尺寸分布和形状分布，确定锂离子电池中负极锂离子加权固相扩散方程为：

边界条件为：

其中，c_so,n表示负极材料颗粒中锂离子浓度；D_so,n表示负极固相扩散系数；t表示放电时间；x表示空间坐标系xyz中x轴的坐标；y表示空间坐标系xyz中y轴的坐标；z表示空间坐标系xyz中z轴的坐标；N表示体积分布分组组数；M表示球形度分布分组组数；α_i表示第i个体积分布分组在体积直方分布中的频率；β_i,j表示第i个体积分布分组对应的第j个球形度分布分组在球形度直方分布的频率；c_so,n|_{(x,y,z)on surface}表示在锂电池负极表面坐标(x,y,z)处的固相浓度；j_n表示负极离子流密度。