锂金属复合负极设计方法、系统及计算机设备技术方案

本申请提供了一种锂金属复合负极设计方法、系统及计算机设备，根据分子结构特征筛选第一目标分子；根据电化学稳定性在所述第一目标分子中筛选第二目标分子；根据化学稳定性在所述第二目标分子中筛选第三目标分子；根据所述第三目标分子构建分子数据库；验证所述分子数据库，上述方法及系统利用大数据探针识别技术、第一性原理计算、机器学习等交叉性理论方法，筛选长链含氟有机分子，通过分子间的弱相互作用，可以诱导分子长程有序地组装在界面上，实现高性能复合负极的智能构筑。相比于目前的实验层面的试错法，更加高效以及成本更低；相比于纯粹的理论层面的高通量计算，减少了大量机时和资源成本、目的性明确，效率高，节省了实验耗材和计算资源。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及材料设计，特别涉及一种锂金属复合负极设计方法、系统及计算机设备。

技术介绍

1、汽车产业的全面新能源化发展已是大势所趋。而动力电池是新能源汽车的“心脏”，开发高安全长续航能力的新能源汽车，亟需动力电池关键技术的重大突破。锂金属电池是较有前景实现高比能量属性的一类电池。在目前已知的电极材料中，锂金属具有最负电极电位(-3.040v vs.she)和极高的能量密度(3860mah g-1)，是li-s和li-air等下一代电池负极材料的“圣杯。然而，锂金属负极存在安全性(枝晶生长)和循环稳定性两大问题，是其面向应用的瓶颈。在电池循环过程中，锂负极界面会形成固态电解质(sei)膜，界面枝晶生长和副反应与负极sei界面膜性质十分相关。不均匀sei膜(如马赛克型)在电池循环中易破裂，造成电解液与负极直接接触，引发副反应。此外，界面不均匀结构，会诱导表面负电荷的局部聚集，界面极化增强，界面离子浓度形成不均匀分布。当电极电流密度增大时，负极形成的强负电场在短时间内吸收大量锂离子，导致锂离子在界面发生局部沉积，加快枝晶生长，引发电池安全问题。

2、目本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种锂金属复合负极设计方法，其特征在于，包括下述步骤：

2.如权利要求1所述的锂金属复合负极设计方法，其特征在于，在根据分子结构特征筛选第一目标分子的步骤中，具体包括下述步骤：

3.如权利要求1或2所述的锂金属复合负极设计方法，其特征在于，在根据电化学稳定性在所述第一目标分子中筛选第二目标分子的步骤中，具体包括下述步骤：采用密度泛函理论计算所述第一目标分子的HOMO/LUMO能隙和分子氧化还原电势，筛选能隙Eg≥4.2eV的绝缘性有机分子，筛选还原电势低于锂负极电势Voxd≤0V vs.Li+/Li，氧化电势不低于正极Voxd≥4.2V vs.Li+/Li的有...

【技术特征摘要】

1.一种锂金属复合负极设计方法，其特征在于，包括下述步骤：

2.如权利要求1所述的锂金属复合负极设计方法，其特征在于，在根据分子结构特征筛选第一目标分子的步骤中，具体包括下述步骤：

3.如权利要求1或2所述的锂金属复合负极设计方法，其特征在于，在根据电化学稳定性在所述第一目标分子中筛选第二目标分子的步骤中，具体包括下述步骤：采用密度泛函理论计算所述第一目标分子的homo/lumo能隙和分子氧化还原电势，筛选能隙eg≥4.2ev的绝缘性有机分子，筛选还原电势低于锂负极电势voxd≤0v vs.li+/li，氧化电势不低于正极voxd≥4.2v vs.li+/li的有机分子。

4.如权利要求1所述的锂金属复合负极设计方法，其特征在于，在根据化学稳定性在所述第二目标分子中筛选第三目标分子的步骤中，具体包括下述步骤：通过密度泛函方法计算所述第二目标分子的分子吸附能，筛选所述分子吸附能高于-0.1ev的有机分子。

5.如权利要求4所述的锂金属复合负极设计方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭超，薛冬峰，张奇，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：