本技術(shù)涉及電池設(shè)計(jì)，尤其涉及一種削薄區(qū)尺寸確定方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、鋰離子電池是基于電化學(xué)原理將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的儲(chǔ)能裝置，具有能量密度高、無(wú)記憶效應(yīng)和可充放電等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在動(dòng)力電池和大型儲(chǔ)能等場(chǎng)景之中。在不斷發(fā)展的快速充電技術(shù)以及嚴(yán)苛的電池使用環(huán)境等因素的影響下，電池析鋰已經(jīng)成為鋰電子電池的常見(jiàn)失效模式之一?？紤]到電池析鋰不僅會(huì)導(dǎo)致電池容量下降，還會(huì)惡化電池安全性能，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)電池?zé)崾Э兀姵卦O(shè)計(jì)人員需要采用能夠延緩或避免電池發(fā)生析鋰失效的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2、在電流分布均勻性以及電池極耳設(shè)計(jì)差異的影響下，鋰電子電池通常會(huì)在電芯極片的極耳邊緣處析鋰。因此，為延緩或避免電池發(fā)生析鋰失效，極耳邊緣處一般比電芯極片的主體部分涂覆更加薄的涂料，即極耳邊緣處的涂覆厚度小于主體部分的涂覆厚度，該涂覆厚度較小的區(qū)域被稱(chēng)為削薄區(qū)。

3、目前，現(xiàn)有技術(shù)一般采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和試錯(cuò)性試驗(yàn)相結(jié)合的方式來(lái)確定削薄區(qū)的尺寸。在此過(guò)程中，首先根據(jù)人工經(jīng)驗(yàn)確定多組削薄區(qū)尺寸，然后根據(jù)多組削薄區(qū)尺寸批量性制作試驗(yàn)電芯，依據(jù)試驗(yàn)電芯的性能參數(shù)確定最終的削薄區(qū)尺寸。由于試驗(yàn)電芯的制作成本高、制作周期長(zhǎng)，且無(wú)法保證其試驗(yàn)工藝參數(shù)的精確性，因此現(xiàn)有的削薄區(qū)尺寸確定方法不僅存在成本高昂和效率低下的問(wèn)題，還無(wú)法確保所得削薄區(qū)尺寸的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的旨在至少能解決上述的技術(shù)缺陷之一，特別是現(xiàn)有技術(shù)中成本高昂、效率低下和準(zhǔn)確性低的技術(shù)缺陷。

2、第一方面，本技術(shù)一些實(shí)施例提供了一種削薄區(qū)尺寸確定方法，包括：

3、確定各個(gè)削薄區(qū)尺寸參數(shù)在當(dāng)前輪次的參數(shù)值；

4、根據(jù)各個(gè)所述削薄區(qū)尺寸參數(shù)在所述當(dāng)前輪次的參數(shù)值，生成目標(biāo)電芯的電化學(xué)-熱耦合模型；其中，所述目標(biāo)電芯為基于各個(gè)所述削薄區(qū)尺寸參數(shù)在所述當(dāng)前輪次的參數(shù)值設(shè)計(jì)的電池電芯；

5、基于所述目標(biāo)電芯的電化學(xué)-熱耦合模型進(jìn)行仿真計(jì)算，并得到所述當(dāng)前輪次的電勢(shì)仿真結(jié)果和所述當(dāng)前輪次的溫度仿真結(jié)果；

6、根據(jù)所述當(dāng)前輪次的電勢(shì)仿真結(jié)果和所述當(dāng)前輪次的溫度仿真結(jié)果，判斷是否滿足預(yù)設(shè)優(yōu)化條件；

7、若滿足，則輸出各個(gè)所述削薄區(qū)尺寸參數(shù)在所述當(dāng)前輪次的參數(shù)值，否則，進(jìn)入下一輪次。

8、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述目標(biāo)電芯的電化學(xué)-熱耦合模型為三維電化學(xué)-三維熱耦合模型。

9、在其中一個(gè)實(shí)施例中，各個(gè)所述削薄區(qū)尺寸參數(shù)包括削薄區(qū)高度、最大削薄厚度、削薄區(qū)傾斜角和overhang高度，所述削薄區(qū)傾斜角用于反映削薄區(qū)對(duì)應(yīng)的涂覆厚度沿電芯高度方向的線性變化情況；

10、所述確定各個(gè)削薄區(qū)尺寸參數(shù)在當(dāng)前輪次的參數(shù)值，包括：

11、若所述目標(biāo)電芯的電芯容量與所述削薄區(qū)傾斜角呈負(fù)相關(guān)，且所述當(dāng)前輪次非首個(gè)輪次，則根據(jù)預(yù)設(shè)的第一邊界約束條件和第一調(diào)整策略，調(diào)整至少一個(gè)所述削薄區(qū)尺寸參數(shù)的參數(shù)值；其中，所述第一調(diào)整策略為優(yōu)先調(diào)整所述削薄區(qū)高度、所述最大削薄厚度和/或所述overhang高度的參數(shù)值，以及以遞增的方式調(diào)整所述削薄區(qū)傾斜角的參數(shù)值的策略。

12、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述確定各個(gè)削薄區(qū)尺寸參數(shù)在當(dāng)前輪次的參數(shù)值，還包括：

13、若所述電芯容量與所述削薄區(qū)傾斜角呈負(fù)相關(guān)，且所述當(dāng)前輪次為首個(gè)輪次，則確定所述削薄區(qū)傾斜角的最小角度值，并將所述最小角度值作為所述削薄區(qū)傾斜角在所述當(dāng)前輪次的參數(shù)值。

14、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述確定所述削薄區(qū)傾斜角的最小角度值，包括：

15、基于以下表達(dá)式確定所述削薄區(qū)傾斜角的最小角度值：

16、θmin＝arctan(h_thin/x_thin)

17、式中，h_thin為所述削薄區(qū)高度在所述當(dāng)前輪次的參數(shù)值，x_thin為所述最大削薄厚度在所述當(dāng)前輪次的參數(shù)值。

18、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一邊界約束條件為依據(jù)預(yù)設(shè)的電芯設(shè)計(jì)容量和n/p比預(yù)先設(shè)定得到的。

19、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述目標(biāo)電芯包括負(fù)極極片、隔膜和集流體，所述負(fù)極極片具有相對(duì)的第一表面和第二表面，所述第一表面朝向所述隔膜，所述第二表面朝向所述集流體；

20、所述根據(jù)所述當(dāng)前輪次的電勢(shì)仿真結(jié)果和所述當(dāng)前輪次的溫度仿真結(jié)果，判斷是否滿足預(yù)設(shè)優(yōu)化條件，包括：

21、在所述當(dāng)前輪次的電勢(shì)仿真結(jié)果中，分別提取所述第一表面的電勢(shì)仿真數(shù)據(jù)和所述第二表面的電勢(shì)仿真數(shù)據(jù)；

22、根據(jù)所述第一表面的電勢(shì)仿真數(shù)據(jù)和所述第二表面的電勢(shì)仿真數(shù)據(jù)，計(jì)算所述目標(biāo)電芯的最大負(fù)極電勢(shì)差；

23、根據(jù)所述當(dāng)前輪次的溫度仿真結(jié)果，計(jì)算所述目標(biāo)電芯的最大溫差；

24、若所述最大負(fù)極電勢(shì)差小于預(yù)設(shè)電勢(shì)差閾值，且所述最大溫差小于預(yù)設(shè)溫差閾值，則確定滿足所述預(yù)設(shè)優(yōu)化條件，否則，確定不滿足所述預(yù)設(shè)優(yōu)化條件。

25、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述目標(biāo)電芯的電化學(xué)-熱耦合模型包括削薄區(qū)模型區(qū)域、overhang區(qū)模型區(qū)域和其余模型區(qū)域；

26、所述基于所述目標(biāo)電芯的電化學(xué)-熱耦合模型進(jìn)行仿真計(jì)算，并得到所述當(dāng)前輪次的電勢(shì)仿真結(jié)果和所述當(dāng)前輪次的溫度仿真結(jié)果，包括：

27、對(duì)所述目標(biāo)電芯的電化學(xué)-熱耦合模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，得到網(wǎng)格劃分結(jié)果；其中，所述削薄區(qū)模型區(qū)域?qū)?yīng)的網(wǎng)格劃分密度大于所述其余模型區(qū)域?qū)?yīng)的網(wǎng)格劃分密度，所述overhang區(qū)模型區(qū)域?qū)?yīng)的網(wǎng)格劃分密度大于所述其余模型區(qū)域?qū)?yīng)的網(wǎng)格劃分密度；

28、根據(jù)所述網(wǎng)格劃分結(jié)果進(jìn)行仿真計(jì)算，并得到所述當(dāng)前輪次的電勢(shì)仿真結(jié)果和所述當(dāng)前輪次的溫度仿真結(jié)果。

29、第二方面，本技術(shù)一些實(shí)施例提供了一種削薄區(qū)尺寸確定裝置，包括：

30、參數(shù)值確定模塊，用于確定各個(gè)削薄區(qū)尺寸參數(shù)在當(dāng)前輪次的參數(shù)值；

31、模型生成模塊，用于根據(jù)各個(gè)所述削薄區(qū)尺寸參數(shù)在所述當(dāng)前輪次的參數(shù)值，生成目標(biāo)電芯的電化學(xué)-熱耦合模型；其中，所述目標(biāo)電芯為基于各個(gè)所述削薄區(qū)尺寸參數(shù)在所述當(dāng)前輪次的參數(shù)值設(shè)計(jì)的電池電芯；

32、仿真計(jì)算模塊，用于基于所述目標(biāo)電芯的電化學(xué)-熱耦合模型進(jìn)行仿真計(jì)算，并得到所述當(dāng)前輪次的電勢(shì)仿真結(jié)果和所述當(dāng)前輪次的溫度仿真結(jié)果；

33、判斷模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前輪次的電勢(shì)仿真結(jié)果和所述當(dāng)前輪次的溫度仿真結(jié)果，判斷是否滿足預(yù)設(shè)優(yōu)化條件；

34、參數(shù)值輸出模塊，用于若滿足所述預(yù)設(shè)優(yōu)化條件，則輸出各個(gè)所述削薄區(qū)尺寸參數(shù)在所述當(dāng)前輪次的參數(shù)值，否則，進(jìn)入下一輪次。

35、第三方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)，該存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀指令，該計(jì)算機(jī)可讀指令被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行上述任一實(shí)施例所述削薄區(qū)尺寸確定方法的步驟。

36、第四方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，該計(jì)算機(jī)設(shè)備包括：一個(gè)或多個(gè)處理器，以及存儲(chǔ)器；

37、所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀指令，所述計(jì)算機(jī)可讀指令被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行上述任一實(shí)施例所述削薄區(qū)尺寸確定方法的步驟。

38、在本技術(shù)一些實(shí)施例提供的削薄區(qū)尺寸確定方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)中，可采用電化學(xué)-熱耦合模型仿真的手段，精確地確定電芯在不同削薄區(qū)尺寸設(shè)計(jì)下的電勢(shì)分布和溫度分布，并以電芯的電勢(shì)分布和溫度分布作為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)削薄區(qū)尺寸參數(shù)進(jìn)行迭代優(yōu)化設(shè)計(jì)。如此，無(wú)需批量性制作試驗(yàn)電芯即可準(zhǔn)確確定削薄區(qū)尺寸，不受試驗(yàn)工藝參數(shù)的影響，從而可減少試驗(yàn)試錯(cuò)成本，減少測(cè)試資源以及縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，進(jìn)而可降低成本、提高效率并可得到準(zhǔn)確的削薄區(qū)尺寸。