【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及蓄電池，具體地涉及一種模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法、計算封裝材料耐壓性的方法。
技術介紹
1、目前二次電池如鋰離子電池的封裝形式主要有圓柱、方殼和軟包。相比于圓柱和方殼，軟包電芯的內阻更小、能量密度更高、充放電功率及循環壽命更長，因此得到廣泛應用。
2、軟包電池的電芯在循環過程中會發生一系列副反應產生氣體，氣體量過大會導致封裝材料開裂、電解液泄露，引發電芯性能惡化和安全性問題。因此，如果知道封裝材料最先發生開裂的位置以及開裂時的氣體量的大小，就可以為軟包電芯適用體系的設計提供參考。
3、目前通過實驗方法比如排水法、三維激光掃描法等來測量電芯的封裝材料開裂時的氣體量、開裂的位置，通過充氣對軟包電芯進行耐壓測試。但這些實驗的時間周期高，技術成本昂貴。
技術實現思路
1、本專利技術實施例的目的是提供一種模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法、計算封裝材料耐壓性的方法，通過本專利技術實施例可以解決或部分解決現有技術中存在的問題。
2、為了實現上述目的，本專利技術實施例提供一種模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法，所述方法包括：
3、將多個使所述封裝材料發生形貌變化的外力依次施加到基于內聚力本構關系的封裝材料的幾何模型，得到所述極耳處封裝材料的氣體量、內部壓力及脫粘指數的關系以及側邊處封裝材料的氣體量、內部壓力及脫粘指數的關系；
4、基于所述極耳處封裝材料的氣體量、內部壓力及脫粘指數的關系以及側邊處封裝材料的氣體量、內部壓力
5、可選的，若極耳處封裝材料開裂時的脫粘指數對應的內部壓力小于側邊處封裝材料開裂時的脫粘指數對應的內部壓力，則極耳處封裝材料先開裂，否則，側邊處封裝材料先開裂。
6、可選的，所述將多個使所述封裝材料發生形貌變化的外力依次施加到基于內聚力本構關系的封裝材料的幾何模型，得到所述極耳處封裝材料的氣體量、內部壓力及脫粘指數的關系以及側邊處封裝材料的氣體量、內部壓力及脫粘指數的關系，包括：
7、將多個使所述封裝材料發生形貌變化的外力依次施加到基于內聚力本構關系的封裝材料的幾何模型，得到各個外力大小與封裝材料產生的內部壓力的關系、各個外力大小與封裝材料的脫粘指數的關系；
8、提取所述封裝材料發生形貌變化時的幾何坐標，基于所述幾何坐標，確定各個外力大小與封裝材料的氣體量的關系；
9、根據所述各個外力大小與封裝材料的脫粘指數的關系、各個外力大小與封裝材料產生的內部壓力的關系、各個外力大小與封裝材料的氣體量的關系，構建封裝材料的氣體量、內部壓力及脫粘指數的關系。
10、可選的，所述封裝材料開裂時的脫粘指數對應的內部壓力為所述封裝材料開始開裂時的內部壓力，所述方法還包括：
11、基于所述封裝材料的氣體量、內部壓力及脫粘指數的關系，將脫粘指數為零時對應的最大的內部壓力，作為封裝材料開始開裂時的內部壓力。
12、可選的，所述封裝材料開裂時的脫粘指數對應的內部壓力為所述封裝材料快速開裂時的內部壓力，所述方法還包括：
13、基于所述封裝材料的氣體量、內部壓力及脫粘指數的關系，將脫粘指數相對于封裝材料的氣體量的變化率超過設定閾值時的最小的內部壓力，作為封裝材料快速開裂時的內部壓力。
14、可選的，所述內聚力本構關系包含所述軟包電芯的封裝材料的內聚力參數，所述軟包電芯的封裝材料的內聚力參數包括抗拉強度、剪切強度、拉伸能量釋放率和剪切能量釋放率中的至少一者。
15、可選的，所述軟包電芯的封裝材料的內聚力參數通過以下方式得到：
16、比較封裝材料測試樣品進行剝離力實驗得到的實驗載荷位移曲線與模擬載荷位移曲線，改變所述封裝材料測試樣品的內聚力參數直至所述模擬載荷位移曲線與所述實驗載荷位移曲線吻合；
17、將所述模擬載荷位移曲線與所述實驗載荷位移曲線吻合時的所述封裝材料測試樣品的內聚力參數作為所述軟包電芯的封裝材料的內聚力參數；
18、其中，所述封裝材料測試樣品的材料、封裝區域的長度與所述軟包電芯的封裝材料相同。
19、可選的，在比較封裝材料測試樣品進行剝離力實驗得到的實驗載荷位移曲線與模擬載荷位移曲線之前，所述方法還包括：
20、建立所述封裝材料測試樣品基于內聚力本構關系的剝離力實驗的幾何模型，其中，所述內聚力本構關系包含所述封裝材料測試樣品的內聚力參數；
21、設置所述封裝材料測試樣品的初始內聚力參數，得到模擬載荷位移曲線。
22、可選的，在將多個外力依次施加到基于內聚力本構關系的封裝材料的幾何模型，得到各個外力作用下封裝材料產生的內部壓力與封裝材料的脫粘指數的關系之前，所述方法還包括：
23、根據所述軟包電芯的幾何尺寸，構建所述封裝材料的幾何模型；
24、將內聚力本構關系施加在所述封裝材料的幾何模型上，得到基于內聚力本構關系的封裝材料的幾何模型；
25、所述封裝材料的幾何模型包括所述軟包電芯的側邊和極耳處的封裝材料的幾何模型。
26、相應的，本專利技術實施例還提供一種計算軟包電芯的封裝材料耐壓性的方法，所述方法包括：
27、根據所述模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法，確定極耳處封裝材料和側邊處封裝材料兩者中先發生開裂的部分；
28、基于所述先發生開裂的部分，計算所述封裝材料開裂的臨界氣體量。
29、可選的，當極耳處封裝材料先開裂時，
30、所述基于先發生開裂的部分，計算所述封裝材料開裂的臨界氣體量，包括：
31、根據所述極耳處封裝材料開裂時的內部壓力、極耳處封裝材料的氣體量、內部壓力及脫粘指數的關系，確定極耳處封裝材料開裂時極耳處的氣體量；
32、根據所述極耳處封裝材料開裂時的內部壓力、側邊處封裝材料的氣體量、內部壓力及脫粘指數的關系，得到極耳處封裝材料開裂時側邊處的氣體量；
33、將所述極耳處封裝材料開裂時極耳處的氣體量與極耳處封裝材料開裂時側邊處的氣體量之和作為封裝材料開裂的臨界氣體量。
34、可選的，當側邊處封裝材料先開裂時，
35、所述基于先發生開裂的部分，計算所述封裝材料開裂的臨界氣體量，包括：
36、根據側邊處封裝材料開裂時的內部壓力、側邊處封裝材料的氣體量、內部壓力及脫粘指數的關系，得到側邊處封裝材料開裂時側邊處的氣體量；
37、根據側邊處封裝材料開裂時的內部壓力、極耳處封裝材料的氣體量、內部壓力及脫粘指數的關系，得到側邊處封裝材料開裂時極耳處的氣體量；
38、將所述側邊處封裝材料開裂時側邊處的氣體量與側邊處封裝材料開裂時極耳處的氣體量之和作為封裝材料開裂的臨界氣體量。
39、可選本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法，其特征在于，所述封裝材料包括極耳處封裝材料和側邊處封裝材料，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法，其特征在于，若極耳處封裝材料開裂時的脫粘指數對應的內部壓力小于側邊處封裝材料開裂時的脫粘指數對應的內部壓力，則極耳處封裝材料先開裂，否則，側邊處封裝材料先開裂。
3.根據權利要求1所述的模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法，其特征在于，所述將多個使所述封裝材料發生形貌變化的外力依次施加到基于內聚力本構關系的封裝材料的幾何模型，得到所述極耳處封裝材料的氣體量、內部壓力及脫粘指數的關系以及側邊處封裝材料的氣體量、內部壓力及脫粘指數的關系，包括：
4.根據權利要求1所述的模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法，其特征在于，所述封裝材料開裂時的脫粘指數對應的內部壓力為所述封裝材料開始開裂時的內部壓力，所述方法還包括：
5.根據權利要求1所述的模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法，其特征在于，所述封裝材料開裂時的脫粘指數對應的內部壓力為所述封裝材料快速開裂時的內部壓力，所述方法還包括
6.根據權利要求1-5任一項所述的模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法，其特征在于，所述內聚力本構關系包含所述軟包電芯的封裝材料的內聚力參數，所述軟包電芯的封裝材料的內聚力參數包括抗拉強度、剪切強度、拉伸能量釋放率和剪切能量釋放率中的至少一者。
7.根據權利要求6所述的模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法，其特征在于，所述軟包電芯的封裝材料的內聚力參數通過以下方式得到：
8.根據權利要求7所述的模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法，其特征在于，在比較封裝材料測試樣品進行剝離力實驗得到的實驗載荷位移曲線與模擬載荷位移曲線之前，所述方法還包括：
9.根據權利要求1所述的模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法，其特征在于，在將多個外力依次施加到基于內聚力本構關系的封裝材料的幾何模型，得到各個外力作用下封裝材料產生的內部壓力與封裝材料的脫粘指數的關系之前，所述方法還包括：
10.一種計算軟包電芯的封裝材料耐壓性的方法，其特征在于，所述方法包括：
11.根據權利要求10所述的計算軟包電芯的封裝材料耐壓性的方法，其特征在于，當極耳處封裝材料先開裂時，
12.根據權利要求10所述的計算軟包電芯的封裝材料耐壓性的方法，其特征在于，當側邊處封裝材料先開裂時，
13.根據權利要求10-12任一項所述的計算軟包電芯的封裝材料耐壓性的方法，其特征在于，所述封裝材料開裂時的氣體量為所述封裝材料開始開裂時的氣體量和/或所述封裝材料快速開裂時的氣體量。
...【技術特征摘要】
1.一種模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法，其特征在于，所述封裝材料包括極耳處封裝材料和側邊處封裝材料，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法，其特征在于，若極耳處封裝材料開裂時的脫粘指數對應的內部壓力小于側邊處封裝材料開裂時的脫粘指數對應的內部壓力，則極耳處封裝材料先開裂，否則，側邊處封裝材料先開裂。
3.根據權利要求1所述的模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法，其特征在于，所述將多個使所述封裝材料發生形貌變化的外力依次施加到基于內聚力本構關系的封裝材料的幾何模型，得到所述極耳處封裝材料的氣體量、內部壓力及脫粘指數的關系以及側邊處封裝材料的氣體量、內部壓力及脫粘指數的關系，包括：
4.根據權利要求1所述的模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法，其特征在于，所述封裝材料開裂時的脫粘指數對應的內部壓力為所述封裝材料開始開裂時的內部壓力，所述方法還包括：
5.根據權利要求1所述的模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法，其特征在于，所述封裝材料開裂時的脫粘指數對應的內部壓力為所述封裝材料快速開裂時的內部壓力，所述方法還包括：
6.根據權利要求1-5任一項所述的模擬軟包電芯的封裝材料開裂的方法，其特征在于，所述內聚力本構關系包含所述軟包電芯的封裝材料的內聚力參數，所述軟包電芯...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳約，方華斌，李文俊，俞會根，
申請(專利權)人：北京衛藍新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。