获取电极材料的基本晶体结构参数:首先需要确定电池材料的晶体结构,包括晶格参数和空间群等。
构建晶体结构模型:基于获取的晶体结构参数,构建电极材料的晶体结构模型。
结构优化:使用第一性原理计算软件对晶体结构模型进行优化,以获得总能量最低的最优化晶体结构参数。
能带计算:对最优化晶体进行能带计算,获取能带、态密度及动力学参数,这些参数对于理解材料的电子结构和电化学性能至关重要。
声子谱计算:进行声子谱计算以获取材料的热力学参数,这对于理解材料的热稳定性和热行为非常重要。
合成电极材料:根据最优化的晶体结构参数合成电极材料。
构建电池样品模型:使用合成的电极材料构建锂离子电池样品模型,并获取电池的尺寸参数。
充放电循环测试:对电池样品进行充放电循环测试、电池表面温度分布测试以及温升曲线测试,以获取实际电池性能数据。
构建电化学-热耦合模型:基于热力学参数、动力学参数和电池尺寸参数,构建电池的电化学-热耦合模型。这通常涉及到准二维电化学模型和三维热模型的建立,并实现电化学模型和热模型的双向耦合。
模型验证:通过比较模型预测的电压、温度等参数与实验数据,验证电化学-热耦合模型的有效性。