[发明专利]对电化学装置内部微观结构进行标记的方法和装置

说明书

本发明公开了一种对电化学装置内部微观结构进行标记的方法，该方法用于模拟计算电化学装置的电化学性能，先获取电化学装置的至少部分区域的正极颗粒，负极颗粒，隔膜，正极导电剂,负极导电剂和电解质的几何分布状态信息，再基于获取的几何分布状态信息，生成二维或三维图形，然后基于生成的图形，利用网格生成软件生成背景网格，再通过网格节点标记负极颗粒，正极颗粒，隔膜，正极导电剂，负极导电剂和电解质的边界或者其覆盖区域，最后获取至少部分标记节点的坐标信息；还包括实现上述方法的装置。通过上述步骤对电池内部进行标记，获取网格节点坐标信息，代入电化学模型后，比其他标记方式能得到较为精确的预测电池性能，且计算效率更为高效。

技术领域

本发明涉及电化学装置领域，尤其是涉及一种对电化学装置内部微观结构进行标记的方法和装置。

背景技术

电化学装置是指可以重复利用的，在电池放电之后可以通过充电方式使电池内的活性物质激活，而继续使用的电池。电化学装置中的其中一类是由正极集流体，正极活性材料，负极集流体，负极活性材料，导电剂，电解质和隔膜及其他附件制作而成的电池，这种结构的主流代表是锂离子电池。锂离子电池因为能量密度高，而被广泛的应用在汽车，电子，储能等各个领域。在电池的设计过程中，提前评估电池的电化学特性，从而设计出满足需求的电池非常重要。目前主流的电化学阶段模型包括：三维模型、介观尺度模型、颗粒堆叠模型等，这些模型在计算之前需要获取电极片内部的几何分布信息，以此来预测电池的电化学性能，因此准确的获取电极片内部微观几何结构分布信息非常重要。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，提高数值模拟的准确度和效率，本发明实施例提供了一种对电化学装置内部微观结构进行标记的方法和装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

第一方面，提供一种对电化学装置内部微观结构进行标记的方法，包括以下步骤：

获取电化学装置的至少部分区域的正极颗粒，负极颗粒，隔膜，导电剂和电解质的几何分布状态信息；

基于获取的几何分布状态信息，生成二维或三维图形；

基于生成的图形，利用网格生成软件生成背景网格；

通过网格节点标记负极颗粒，正极颗粒，隔膜，正极导电剂，负极导电剂和电解质的边界或者其覆盖区域；

获取至少部分标记节点的坐标信息。

通过上述方法，通过网格分别对电池各个组成部分进行标记，从而能够用电化学结算模型精确的计算出电池的电化学性能。尤其重要的是，目前锂电池内部的正极颗粒形状不规则其内部具有孔隙，本方法通过标记正极颗粒覆盖范围或者边界的方式进行标记。既满足了计算精度的要求，又能节省计算资源。

优选地，所述部分区域为相邻正极集流体和负极集流体之间的区域，包括正极涂层，隔膜，负极涂层，所述正极涂层至少由正极颗粒，正极导电剂，电解质组成，所述负极涂层至少由负极颗粒，负极导电剂，电解质组成。选择相邻正负集流体之间的区域进行标记，既能够准确的计算出整个电池的性能，也可以节约标记的节点数量，节约计算资源。

进一步地，在所述获取标记节点的坐标信息步骤中，每个正极颗粒或负极颗粒获取不少于5个标记节点的坐标信息。申请人发现在进行电化学结算时，每个正极颗粒或负极颗粒至少要获5个标记节点的坐标信息，才能够相对准确的计算出电池的电化学性能。

进一步地，所述正极颗粒为正极一次颗粒团聚后的颗粒，所述负极颗粒为负极活性材料颗粒。由于正极一次颗粒通常为锂盐颗粒，这些颗粒在电池内部会团聚，申请人发现标记单个颗粒需要耗费相当多的时间，且不利于后续的计算，但是标记团聚后的颗粒，虽然不如标记单个颗粒精确，却仍然能够通过电化学模型精确预测出电池电化学性能。