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申请/专利权人：电子科技大学

摘要：本发明提供了一种用于固态电池的最优预紧力确定方法，属于固态电池领域。首先通过建立三维非均匀复合电解质模型，提供了更为精确和实际的电池模型和界面特性；然后通过基于粗糙面离散化的界面接触电阻计算方法，通过将粗糙表面离散化成多个微观接触点，该方法能够在微观层面上模拟电极表面的真实接触情况，进而更准确地计算界面接触电阻；最后再构建基于循环迭代的最优预紧力确定方法，通过循环迭代过程，逐步调整预紧力的数值，评估预紧力对电池性能的影响，综合考虑电池内部的应力分布、界面接触电阻的变化以及电池性能的响应，以确保最终确定的预紧力既能保证电池结构的稳定性和接触质量，又不会对电池的长期性能产生负面影响。

主权项：1.一种用于固态电池的最优预紧力确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：基于混合单元法建立三维非均匀复合电解质模型；所述模型上层为金属电极，下层为固态电解质，其中金属电极和固态电解质的表面都具有粗糙度；模型中的固态电解质由聚合物基底和陶瓷颗粒组成，聚合物基底占比m％；固态电解质的表面形状为s1x,y,t，其中x，y分别表示表面形状的位置，t∈[0,T]，T表示粘弹性恢复时间；陶瓷颗粒的弹性模量表示为Ed；聚合物基底的弹性模量为Ea，粘弹性参数Eb，滞后系数η，其长为X，宽为Y；模型中的金属电极代表电池正负极，其弹性模量为Ec，金属电极长为X，宽为Y，其表面形状定义为s2x,y,t；模型从上往下施加初始载荷P0；步骤2：基于粗糙面离散化计算界面接触电阻；首先基于三维非均匀复合电解质模型，对其进行通过时间离散化和网格划分；时间离散化：tn-tn-1＝θT，tn为第n时刻的时间步，θ为离散参数；网格划分：在金属电极和聚合物固态电解质表面均匀散布k个点，k＝Xxi，xi为散布点后相近两个点的距离，将相邻的点进行连接，则由这些连接线围成的封闭区域为其网格；然后计算界面接触面积G： S为理想接触面积，S＝XY；gi为k个点中的第i个点的两个表面的分离距离，用gx,y,t表示：gx,y,t＝u1x,y,t+u2x,y,t+s1x,y,t+s2x,y,t-δt其中， u1x,y,t为固态电解质的表面接触变形，u2x,y,t为金属电极的表面接触变形，e为自然常数；δt是两个接触体之间的穿透，Gn表示第n个时间步的界面接触面积；通过gx,y,t判断固态电解质粗糙面和金属电极粗糙面是否接触，若g＞0，则接触，若g＜0，则未接触；最后计算界面接触电阻：其中σ为固态电解质电导率；步骤3：基于循环迭代确定最优预紧力；设定收益比其中迭代电阻差ΔR＝Rn-Rn-1，理想接触电阻迭代预紧力差ΔP＝Pn-Pn-1，Pn＝Pn-1-ωP0；判断是否满足ω≥ω0，满足则输出当前预紧力载荷Pn，Pn当前收益比下最优预紧力；不满足则更新预紧力载荷Pn+1，计算界面接触面积Gn+1，进而计算界面接触电阻Rn+1；更新收益比ω，直至满足ω≥ω0。

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