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公开(公告)号：CN116682510A
公开(公告)日：2023-09-01
申请号：CN202310519263.2
申请日：2023-05-09
Applicant: 中南大学
IPC: G16C60/00 , G06F30/20 , G06F119/08 , G06F111/10
Abstract: 本发明公开了一种三元正极材料烧结过程辊道窑数字化混合建模方法及系统，根据辊道窑烧结过程结构特性与三元正极材料的固有特性，确定温度场区域与元胞反应区域、以及温度场区域与元胞反应区域的初始状态；根据烧结过程温度场传热机理，分析三元正极材料的热特性，基于能量守恒方程建立辊道窑温度场模型，并设计热辐射边界条件；根据正极材料反应特点，建立元胞自动机模型框架，并根据每个元胞的化学反应状态与物质热特性，设计公式描述元胞能量与匣钵位置的变化关系，得到元胞反应边界条件。本发明为明晰辊道窑内部状态，改善产品的性能提供了依据。
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公开(公告)号：CN116401888A
公开(公告)日：2023-07-07
申请号：CN202310426650.1
申请日：2023-04-20
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种高镍正极材料晶粒生长过程的模拟方法及系统，根据高镍正极材料烧结实验所获取的晶粒生长数据，获得不同温度不同时间下的一次晶粒分布规律；根据一次晶粒分布规律，通过机理方程MSE匹配建立最符合实验材料的晶粒生长机理公式；通过平均粒径与温度和时间的关系，辨识出高镍正极材料的晶粒生长活化能；根据晶粒生长机理公式与晶粒生长活化能，获得高镍正极材料晶粒生长参数，获得不同温度下的高镍正极材料晶粒生长速率；根据所需要模拟的高镍正极材料晶粒生长过程特点，建立概率对冲元胞自动机，提出晶粒生长速率规则，在元胞自动机中实现晶粒生长。本发明为改进烧结制度、提高产品成品率、改善产品的电化学性能提供了依据。
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公开(公告)号：CN114638144B
公开(公告)日：2024-11-12
申请号：CN202210284825.5
申请日：2022-03-22
Applicant: 中南大学
IPC: G06F30/25 , G06F119/02 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种三元正极材料前驱体分解反应模拟方法及装置，根据所需要模拟的三元正极材料的反应特点，建立多状态转换格子气自动机模型框架，确定多态格子气自动机模型；分析三元正极材料分解反应的反应机理与反应条件，对分解过程进行分段，并分段建立反应热动力学模型，设计各阶段转换规则与规则改变机制，构建状态转换规则集；根据给定三元正极材料的相关性质确定格子气节点初始状态，辨识模型中的系数，求解热动力学参数，输入多态格子气自动机模型；依据状态转换规则集进行节点粒子状态演化，获得三元正极材料前驱体分解反应的格子气自动机模拟结果。本发明为提高产品的成品率，改善产品的性能提供了依据。
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公开(公告)号：CN114638958B
公开(公告)日：2025-02-25
申请号：CN202210250194.5
申请日：2022-03-14
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种多特征融合的三元正极材料SEM图像粗糙度提取方法及装置，通过获取三元正极材料在不同烧结温度下的SEM图像，对获取的SEM图像进行预处理；使用双毯法提取预处理后的SEM图像的分形特征，并用分形维数表示；采用灰度共生矩阵对预处理后的SEM图像的纹理特征进行分析与提取；将提取的分形维数与纹理特征进行融合，得到多特征融合的三元正极材料SEM图像的粗糙度。本发明提出了使用分形维数和信息熵结合的方式来表征三元正极材料的粗糙度，实现了对SEM图像纹理特征的提取，多种方式提取的特征量形成互补，使得SEM图像粗糙度提取更加全面、有效。
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公开(公告)号：CN115938517A
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202211592658.7
申请日：2022-12-13
Applicant: 中南大学
IPC: G16C60/00 , G06F30/20 , G06F119/08
Abstract: 本发明公开了一种高镍正极材料制备过程中微小质量变化模拟方法及系统，基于化学反应机理与专家知识对高镍正极材料两个主要反应过程进行细分；根据分段结果对参与高镍正极材料烧结过程的前驱体单质和锂源LiOH·H2O单质分别进行研究；根据Arrhenius公式和反应动力学公式，结合相应的实验数据，得到各化学物质粒子数变化规律；根据非等温热重实验、差示扫描量热法热分析实验的数据和资料，研究单质与混合料反应过程之间的差异部分，根据两类单质反应与混合料反应之间的差异，结合机理分析，寻找反应之间的耦合部分；针对耦合部分进行研究，结合实验数据与化学机理，提出相应耦合部分的建模方法，得到反应耦合部分在不同升温速率下的变化关系，并采用参数辨识方法对各个反应耦合部分得到的函数关系内的参数进行求解。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115798650A
公开(公告)日：2023-03-14
申请号：CN202211615109.7
申请日：2022-12-15
Applicant: 中南大学
IPC: G16C60/00 , H01M4/04 , H01M4/1391 , H01M4/02 , H01M4/525
Abstract: 本发明公开了一种高镍正极材料前驱体热分解突变机制研究方法及系统，通过对高镍正极材料微观化学反应过程进行细分；根据分段结果对高镍正极材料烧结过程中参与热分解反应的前驱体单质进行的反应进行研究；根据分解反应动力学公式与阿伦尼乌斯公式，建立反应过程中粒子数变化关系；根据非等温热重实验、差示扫描量热法热分析实验、X射线衍射实验的数据和资料，研究单质与混合料反应过程之间的差异部分；针对差异部分进行研究，结合实验数据与化学机理，提出相应差异部分的研究方法，得到该部分在不同升温速率下的变化关系。本发明不仅对前驱体单质进行研究，还能有效解决混合料热分解脱水机制突变的问题。
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公开(公告)号：CN114638958A
公开(公告)日：2022-06-17
申请号：CN202210250194.5
申请日：2022-03-14
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种多特征融合的三元正极材料SEM图像粗糙度提取方法及装置，通过获取三元正极材料在不同烧结温度下的SEM图像，对获取的SEM图像进行预处理；使用双毯法提取预处理后的SEM图像的分形特征，并用分形维数表示；采用灰度共生矩阵对预处理后的SEM图像的纹理特征进行分析与提取；将提取的分形维数与纹理特征进行融合，得到多特征融合的三元正极材料SEM图像的粗糙度。本发明提出了使用分形维数和信息熵结合的方式来表征三元正极材料的粗糙度，实现了对SEM图像纹理特征的提取，多种方式提取的特征量形成互补，使得SEM图像粗糙度提取更加全面、有效。
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公开(公告)号：CN114612445B
公开(公告)日：2025-01-24
申请号：CN202210260987.5
申请日：2022-03-15
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开一种三元正极材料一次颗粒大小获取方法，通过对一次颗粒SEM图像进行预处理，去除图像噪点和小颗粒干扰；针对一次颗粒边缘方向不确定的特点，采用十二种边缘方向的分数阶梯度算子计算图像梯度，取十二种边缘梯度的最大值，找到图像梯度图中最正确的梯度方向，获得图像梯度图；对计算获得的图像梯度图进行形态学计算，找到一次颗粒的潜在位置，并进行标记，得到前景标记图；将图像梯度图与前景标记图进行结合，获得前景标记梯度图，对前景标记梯度图进行分水岭分割计算，并进行面积阈值处理，得到一次颗粒分割结果，最后对结果进行连通域统计分析，获取一次颗粒大小分布。本发明三元正极材料颗粒分割准确，一次颗粒大小分布获取精准。
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公开(公告)号：CN114612445A
公开(公告)日：2022-06-10
申请号：CN202210260987.5
申请日：2022-03-15
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开一种三元正极材料一次颗粒大小获取方法，通过对一次颗粒SEM图像进行预处理，去除图像噪点和小颗粒干扰；针对一次颗粒边缘方向不确定的特点，采用十二种边缘方向的分数阶梯度算子计算图像梯度，取十二种边缘梯度的最大值，找到图像梯度图中最正确的梯度方向，获得图像梯度图；对计算获得的图像梯度图进行形态学计算，找到一次颗粒的潜在位置，并进行标记，得到前景标记图；将图像梯度图与前景标记图进行结合，获得前景标记梯度图，对前景标记梯度图进行分水岭分割计算，并进行面积阈值处理，得到一次颗粒分割结果，最后对结果进行连通域统计分析，获取一次颗粒大小分布。本发明三元正极材料颗粒分割准确，一次颗粒大小分布获取精准。
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公开(公告)号：CN116008347A
公开(公告)日：2023-04-25
申请号：CN202211615115.2
申请日：2022-12-15
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种高镍正极材料前躯体热分解起始温度迁移方法及系统，基于化学反应机理与专家知识对高镍正极材料微观化学反应过程进行细分；根据分段结果对高镍正极材料烧结过程中参与热分解反应的各化学物单质进行的反应分别进行研究；利用单质与混合料反应过程的相似性，对混合料反应的化学机理进行分析；根据非等温热重实验、差示扫描量热法热分析实验的数据和资料，研究单质与混合料反应过程之间的差异部分，根据其差异部分，结合相关机理分析，寻找各反应之间的耦合部分。本发明获取了高镍正极材料中前驱体热分解起始温度的变化规律，为后续分析物料的物相变化和去向追踪，提高烧结效率，改善产品性能提供了依据。
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