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基于相场法的锂电池多孔电极中裂纹扩展路径预测方法技术

技术编号:42339682 阅读:17 留言:0更新日期:2024-08-14 16:16
本发明专利技术公开了一种基于相场法的锂电池多孔电极中裂纹扩展路径预测方法,涉及数据处理技术领域,包括以下步骤:S1、对锂电池多孔电极的裂纹进行正则化处理,并为多孔电极构建裂纹面密度泛函;S2、根据裂纹面密度泛函,确定断裂能,确定锂电池多孔电极的总势能泛函;S3、根据锂电池多孔电极的总势能泛函,确定多孔电极的裂纹扩展模型;S4、根据锂电池多孔电极的裂纹扩展模型,生成裂纹扩展路径。本发明专利技术在预测裂纹扩展路径的同时,更容易与多种物理场相耦合,充分考虑温度场、锂离子渗流场以及固体相的弹性场之间的相互耦合作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据处理,具体涉及一种基于相场法的锂电池多孔电极中裂纹扩展路径预测方法


技术介绍

1、通过对锂电池多孔电极中断裂问题的研究,了解裂纹几何形状如何随渗透压、温度和时间而变化,对锂电池电极材料的设计与开发至关重要。锂电池充放电循环过程中,化学反应和电流生热会引起电极材料的热膨胀,将会增加电极材料中的应力和渗流压力,进而导致裂纹的萌生和扩展。电极材料中裂纹的萌生和扩展会显著降低锂电池的储电性能和使用寿命。

2、现有扩散-反应效应的多孔电极模型以及二维扫描电子显微镜图像相关的多孔电极模型并未考虑多孔介质材料的断裂失效问题。

3、现有热-渗流-弹性耦合理论是研究锂电池多孔电极材料断裂行为的理论基础。一些经典的数学物理方法也被用于求解热-渗流-弹性介质的静态裂纹问题。但例如积分变换法和广义势理论方法,仅可用来求解静态裂纹问题的解析解,并不能分析裂纹的扩展问题。

4、数值方法方面,离散元方法(dem)和扩展有限元方法(xfem)被拓展应用于多孔介质的断裂问题。然而,在现有离散元方法和扩展有限元方法中,需要预先设定孔隙界本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于相场法的锂电池多孔电极中裂纹扩展路径预测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于相场法的锂电池多孔电极中裂纹扩展路径预测方法,其特征在于,所述S1中,对锂电池多孔电极的裂纹进行正则化处理的方法为:将锂电池多孔电极划分为完整区域、裂缝区域和过渡区域,利用第一辅助变量和第二辅助变量对完整区域、裂缝区域和过渡区域进行正则化处理,具体表达式为:

3.根据权利要求1所述的基于相场法的锂电池多孔电极中裂纹扩展路径预测方法,其特征在于,所述S2包括以下子步骤:

4.根据权利要求3所述的基于相场法的锂电池多孔电极中裂纹扩展路径预测方法...

【技术特征摘要】

1.一种基于相场法的锂电池多孔电极中裂纹扩展路径预测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于相场法的锂电池多孔电极中裂纹扩展路径预测方法,其特征在于,所述s1中,对锂电池多孔电极的裂纹进行正则化处理的方法为:将锂电池多孔电极划分为完整区域、裂缝区域和过渡区域,利用第一辅助变量和第二辅助变量对完整区域、裂缝区域和过渡区域进行正则化处理,具体表达式为:

3.根据权利要求1所述的基于相场法的锂电池多孔电极中裂纹扩展路径预测方法,其特征在于,所述s2包括以下子步骤:

4.根据权利要求3所述的基于相场法的锂电池多孔电极中裂纹扩展路径预测方法,其特征在于,所述s21中,锂电池...

【专利技术属性】
技术研发人员:李佩栋周显东范海冬王清远
申请(专利权)人:四川大学
类型:发明
国别省市:

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