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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：CN113011078B
公开(公告)日：2022-05-31
申请号：CN202110384270.7
申请日：2021-04-09
Applicant: 中南大学
IPC: G06F30/25 , H01M4/1391 , H01M10/0525
Abstract: 本发明实施例涉及三元正极材料制备反应模拟技术领域，公开了一种三元正极材料制备过程中分解反应模拟方法、系统及介质，该方法包括：建立多粒子元胞自动机模型框架，确定多粒子元胞自动机模型；建立反应热动力学模型，设计多粒子元胞状态转换规则与规则改变机制，构建元胞状态转换规则集；根据三元正极材料初始状态指定多粒子元胞初始状态，输入多粒子元胞自动机模型，依据元胞状态转换规则集进行元胞状态演化，获得三元正极材料全反应过程的元胞自动机模拟结果。本发明可以准确模拟在三元正极材料制备过程中分解反应的发生，根据模拟的分解反应发生结果，获得材料的反应状态，了解反应程度等关键信息，为烧结过程温度调控提供关键指导信息。
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公开(公告)号：CN113011078A
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN202110384270.7
申请日：2021-04-09
Applicant: 中南大学
IPC: G06F30/25 , H01M4/1391 , H01M10/0525
Abstract: 本发明实施例涉及三元正极材料制备反应模拟技术领域，公开了一种三元正极材料制备过程中分解反应模拟方法、系统及介质，该方法包括：建立多粒子元胞自动机模型框架，确定多粒子元胞自动机模型；建立反应热动力学模型，设计多粒子元胞状态转换规则与规则改变机制，构建元胞状态转换规则集；根据三元正极材料初始状态指定多粒子元胞初始状态，输入多粒子元胞自动机模型，依据元胞状态转换规则集进行元胞状态演化，获得三元正极材料全反应过程的元胞自动机模拟结果。本发明可以准确模拟在三元正极材料制备过程中分解反应的发生，根据模拟的分解反应发生结果，获得材料的反应状态，了解反应程度等关键信息，为烧结过程温度调控提供关键指导信息。
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公开(公告)号：CN118866192A
公开(公告)日：2024-10-29
申请号：CN202410890001.1
申请日：2024-07-04
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种三元正极材料晶粒生长过程中晶粒圆度变化的模拟方法，属于三元正极材料技术领域。该三元正极材料晶粒生长过程中晶粒圆度变化的模拟方法，包括：S1、获取不同恒温温度初始时刻的SEM图像并作为元胞自动机的初始状态；S2、计算晶粒的生长速率并求取每时刻晶粒的生长距离，通过与元胞边长的比较确定元胞取向转变时刻；S3、计算元胞取向变换前后的晶界能差决定元胞取向的转变；S4、针对凸出和内凹的元胞作进一步转变；S5、根据晶粒生长速率、局部晶界曲率和最低能量原理设计元胞状态转换规则建立二维元胞自动机模型，模拟晶粒生长过程中的晶粒圆度变化。本发明提出的模拟方法成功地全面模拟了晶粒生长的圆度变化。
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公开(公告)号：CN114638144A
公开(公告)日：2022-06-17
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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Patent Agency Ranking
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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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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