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申请/专利权人：中南大学

摘要：本发明公开了一种三元正极材料前驱体分解反应模拟方法及装置，根据所需要模拟的三元正极材料的反应特点，建立多状态转换格子气自动机模型框架，确定多态格子气自动机模型；分析三元正极材料分解反应的反应机理与反应条件，对分解过程进行分段，并分段建立反应热动力学模型，设计各阶段转换规则与规则改变机制，构建状态转换规则集；根据给定三元正极材料的相关性质确定格子气节点初始状态，辨识模型中的系数，求解热动力学参数，输入多态格子气自动机模型；依据状态转换规则集进行节点粒子状态演化，获得三元正极材料前驱体分解反应的格子气自动机模拟结果。本发明为提高产品的成品率，改善产品的性能提供了依据。

主权项：1.一种三元正极材料前驱体分解反应模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：根据所需要模拟的三元正极材料的反应特点，建立多状态转换格子气自动机模型框架，确定多态格子气自动机模型；分析三元正极材料分解反应的反应机理与反应条件，对分解过程进行分段，并分段建立反应热动力学模型，设计各阶段转换规则与规则改变机制，构建状态转换规则集；根据给定三元正极材料的相关性质确定格子气节点初始状态，辨识模型中的系数，求解热动力学参数，输入所述多态格子气自动机模型；依据所述状态转换规则集进行节点粒子状态演化，获得所述三元正极材料前驱体分解反应的格子气自动机模拟结果；所述分析三元正极材料分解反应的反应机理与反应条件，对分解过程进行分段，并分段建立反应热动力学模型，设计各阶段转换规则与规则改变机制，构建状态转换规则集的步骤包括：根据边界条件的不同将三元正极材料反应中物质的变化分为不同的阶段，根据非等温热重实验的数据和资料，分析三元正极材料分解反应的反应机理；根据反应的物相变化确定反应物和生成物的种类和摩尔比，根据反应过程质量下降的幅度和大小进行分段和机理分析；对反应的各个阶段进行热动力学分析，求解各阶段的热力学三因子，进而得到理论反应速率，建立孔隙率对反应的影响模型，求解其中的参数，建立分解反应不同阶段的反应热力学模型；根据各阶段反应模型的差异，制定相应的物质转换规则，输入反应热动力学模型中进行求解；所述对反应的各个阶段进行热动力学分析，求解各阶段的热力学三因子，进而得到理论反应速率，建立孔隙率对反应的影响模型，求解其中的参数，建立分解反应不同阶段的反应热力学模型的步骤中，引入孔隙度影响函数来调节脱水速度，孔隙率计算公式如下： 其中，为孔隙率，为颗粒总体积，为孔隙体积，孔隙率可由实验数据获得；由孔隙率变化产生的水分子扩散能障，扩散能障的计算公式为： 其中，、、、为常数，为孔隙率，为摩尔气体常量，T为热力学温度，为平均每粒孔隙数，单颗粒中、；多颗粒中取、；、通过数据辨识得到；为微观颗粒的孔隙分布变化函数，根据平均每粒孔隙数和孔隙率确定每个颗粒的孔隙大小和数量；为随孔隙分布和温度变化而变化的水分子扩散能障大小，描述了水分子从颗粒内部到外部的扩散能力。

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