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龙图腾网获悉清华大学深圳国际研究生院申请的专利锂离子电池多晶与单晶正极材料多物理场耦合建模与失效分析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：CN120388664B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26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：202510883858.5，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权锂离子电池多晶与单晶正极材料多物理场耦合建模与失效分析方法是由周光敏;曲浩天设计研发完成，并于2025-06-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本锂离子电池多晶与单晶正极材料多物理场耦合建模与失效分析方法在说明书摘要公布了：一种锂离子电池多晶与单晶正极材料多物理场耦合建模与失效分析方法，包括：构建三维正极颗粒结构模型，多晶结构通过球形边界内随机填充互不重叠球形晶粒生成，单晶为完整球体；将模型导入有限元仿真平台，设置多物理场耦合接口；建立扩散、迁移及电化学反应动力学模型；建立锂浓度‑应变‑应力耦合关系并求解；基于应力分布设失效判据识别破坏区域；输出模拟结果并进行结构‑性能关联分析。该方法可揭示多晶与单晶正极在电化学‑力学过程中的演化行为差异，为电极材料设计、优化及寿命评估提供可靠的理论与仿真支持，为高性能锂离子电池正极材料的优化设计提供了有力的技术支撑。

本发明授权锂离子电池多晶与单晶正极材料多物理场耦合建模与失效分析方法在权利要求书中公布了：1.一种锂离子电池多晶与单晶正极材料多物理场耦合建模与失效分析方法，其特征在于，包括以下步骤： S1.构建三维正极颗粒结构模型，其中多晶结构通过在球形边界内随机填充多个互不重叠的球形晶粒生成，单晶结构以完整球体构建；其中，所述多晶结构的构建通过随机生成服从正态分布的球形晶粒、椭球晶粒、Voronoi结构晶粒实现，并在填充过程中动态排除边界外及相互重叠的晶粒，直至总填充体积达到预设比例后终止生成； S2.将所述结构模型导入有限元仿真平台，设置锂离子扩散模型、电解液迁移模型、界面电化学反应模型及固体力学模型的多物理场耦合接口； S3.建立正极粒子内部的锂离子扩散动力学模型、电解液中离子迁移模型及界面电化学反应动力学模型；其中，所述锂离子扩散模型采用Fick第二定律描述，并为不同晶粒独立设置扩散系数；所述电解液迁移模型采用Nernst-Planck方程耦合浓度梯度与电场迁移项；所述界面电化学反应模型基于Butler-Volmer动力学方程建立电流密度与界面过电位的关联； S4.建立锂浓度-应变-应力耦合关系，联立求解浓度场与应力场；其中，浓度-应变耦合关系通过线性插值函数建立，将浓度变化映射为体积应变；所述应力场通过固体力学模块联立浓度-应变关系求解，采用线弹性本构模型计算应力分布； S5.基于应力分布设置失效判据，识别潜在结构破坏区域； S6.输出正极材料多物理场耦合模拟结果，并进行正极材料结构-性能关联分析，所述输出结果包含电压-容量曲线、von-Mises应力云图、锂浓度分布热图及裂纹位置预测图，并通过对比多晶与单晶结构的模拟结果量化性能差异。

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