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龙图腾网获悉湘潭大学申请的专利构建高保真微观结构模型研究锂离子电池扩散应力的方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119558132B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411653262.8，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权构建高保真微观结构模型研究锂离子电池扩散应力的方法是由蒋文娟;苑贤通设计研发完成，并于2024-11-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本构建高保真微观结构模型研究锂离子电池扩散应力的方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种构建高保真微观结构模型研究锂离子电池扩散应力的方法。该方法首先使用同步辐射X射线断层显微镜对电极材料进行断层扫描，识别电极材料中的活性颗粒，计算颗粒的空间分布与体积半径等几何参数，建立锂离子电池的三维几何模型；再基于锂离子电池的反应机理、动力学方程和力学平衡方程等数学模型，构建三维异构电化学‑力耦合模型，最后对模型设置初始与边界条件，并划分网格，最后进行有限元计算。本发明可分析扩散应力的分布及其与锂离子浓度之间的关系，同时可以分析电极特性，如孔隙率，弯曲度，电极各向异性和均匀性。以及粒子断裂，颗粒剥离等电池失效现象，可为预防电池失效和容量衰减提供理论指导。

本发明授权构建高保真微观结构模型研究锂离子电池扩散应力的方法在权利要求书中公布了：1.构建高保真微观结构模型研究锂离子电池扩散应力的方法，其特征在于，包括如下步骤： S1.使用同步辐射X射线断层显微镜对电极材料进行断层扫描，识别电极材料中的活性颗粒，计算颗粒的几何参数，建立锂离子电池的三维几何模型，设定边界条件和进行网格划分； S2.基于锂离子电池内部的反应机理和力学平衡方程，结合S1所得的锂离子电池的三维几何模型以及电池材料的电化学参数和力学参数建立三维异构电化学-力耦合模型； S3.根据S2所得三维异构电化学-力耦合模型计算锂离子电池在充放电过程中的锂离子浓度分布、充放电曲线、电化学特性和扩散应力分布，基于这些基本特性进一步研究电极的各项异性、均匀性、孔隙率对电池性能的影响，以及包括颗粒断裂和剥离在内的失效现象； S4.根据三维异构电化学-力耦合模型和计算得到的数据，在控制材料参数不变的情况下，构建不同活性材料占比和不同压实密度的三维模型，进行对比分析扩散应力和电化学性能的不同，优化电池的结构和工艺； S1中，建立三维几何模型包括颗粒尺度的建模和电极尺度的建模； 所述颗粒尺度的建模，具体为： 对电极材料进行实验表征，使用扫描电子显微镜获得电极的形貌体征，随后对电极进行断层扫描，获得电极的分层微观结构，计算电极颗粒的粒度分布，标定颗粒的空间坐标，计算颗粒的半径，随后将这些几何参数利用编程语言导入有限元计算软件中，生成与真实电极材料颗粒相似的颗粒分布，颗粒简化为球形，颗粒的半径符合真实电极颗粒； 所述电极尺度的建模具体为：获得试验电池的隔膜和集流体的几何参数，随后在模型中加入隔膜和集流体，得到整个锂离子电池的三维尺寸，在几何建模中构建长方体元素与颗粒几何作差，定义作差所得区域为电极的导电剂和粘结剂，将这些区域组装形成一个联合体即得到锂离子电池的三维几何模型。

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