浙江大学衢州研究院陈俊获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江大学衢州研究院申请的专利一种提高新能源电池硅碳负极材料循环稳定性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:CN120783922B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-02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:202511248535.5,技术领域涉及:G16C60/00;该发明授权一种提高新能源电池硅碳负极材料循环稳定性的方法是由陈俊设计研发完成,并于2025-09-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种提高新能源电池硅碳负极材料循环稳定性的方法在说明书摘要公布了:本申请涉及一种提高新能源电池硅碳负极材料循环稳定性的方法。所述方法包括:首先获取硅碳材料的初始微观结构数据,接着依据数据构建有限元网格模型,对锂化过程中的应力分布进行模拟,确定结构薄弱区域的临界应力值。之后,基于所得到的临界应力值设计多孔复合缓冲结构构建三维导电网络,得到导电网络的电阻率分布矩阵和覆盖率拓扑图。随后,根据电阻率分布矩阵和覆盖率拓扑图对硅碳材料与导电添加剂的配比进行调整,得出最终材料配比方案。最后,按照最终材料配比方案进行循环性能测试,得到负极材料的工艺参数组合数据。上述方法有效缓解硅碳负极材料在充放电过程中的体积变化问题,提升材料的结构稳定性,进而显著增强电池的循环稳定性。
本发明授权一种提高新能源电池硅碳负极材料循环稳定性的方法在权利要求书中公布了:1.一种提高新能源电池硅碳负极材料循环稳定性的方法,其特征在于,所述方法包括: 获取硅碳材料的初始微观结构数据;所述初始微观结构数据包括颗粒尺寸、孔隙率和晶体结构参数; 根据所述初始微观结构数据建立有限元网格模型模拟锂化过程的应力分布,得到结构薄弱区域的临界应力值; 基于所述临界应力值设计多孔复合缓冲结构并利用原子层沉积和碳纳米管掺杂工艺构建三维导电网络,得到导电网络的电阻率分布矩阵和覆盖率拓扑图; 根据所述电阻率分布矩阵和覆盖率拓扑图调整硅碳材料与导电添加剂的配比,得到最终材料配比方案; 根据所述最终材料配比方案利用卷对卷沉积和连续热处理工艺进行循环性能测试,得到负极材料的工艺参数组合数据; 其中,所述基于所述临界应力值设计多孔复合缓冲结构并利用原子层沉积和碳纳米管掺杂工艺构建三维导电网络,得到导电网络的电阻率分布矩阵和覆盖率拓扑图,包括: 基于所述临界应力值计算得到多孔复合缓冲结构的应力分布梯度数据;根据所述应力分布梯度数据确定原子层沉积的路径优化参数;所述路径优化参数包括沉积角度和覆盖密度; 基于所述路径优化参数结合碳纳米管掺杂浓度梯度,计算得到三维导电网络的连通阈值;所述连通阈值包括节点接触概率与跨层导通率; 所述连通阈值是通过以下公式计算得到的: ; 其中,表示连通阈值,表示结构因子,其取值与材料孔隙率相关,当孔隙率为10%-20%时,=0.8-1.2;表示导电通道数量,表示单个通道体积,表示总体积,表示特征长度,通过SEM图像分析获取,为导电通道平均长度,范围0.1-1;表示关联长度,反映碳纳米管分布均匀性,通过透射电子显微镜统计计算得出; 将所述连通阈值输入沉积循环控制模型,得到原子层沉积的循环次数和停留时间;根据所述循环次数和停留时间执行沉积工艺,得到导电网络的电阻率分布矩阵和覆盖率拓扑图。
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