快充型钠离子电池电极参数的优化方法及电子设备与流程

本发明涉及二次电池，尤其涉及一种快充型钠离子电池电极参数的优化方法及电子设备。

背景技术：

1、快充性能和能量密度是二次电池重要的性能指标，这两个性能指标在电池设计中往往是相互制约的。钠离子电池作为一种新型二次电池，其主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作，与锂离子电池的工作原理相似。

2、现有技术中，常规的设计钠离子电池的方法是：将不同活性物质面密度和不同压实密度的正负极片制作成不同能量密度的钠离子电池；然后对这些钠离子电池进行快速充电的测试，进而将测试结果和所要求的快充目标之间进行对比；然后再对钠离子电池正负极片的活性物质面密度和压实密度进行优化设计，并再次验证测试结果是否满足快充目标。然而，鉴于钠离子电池本身的生产周期较长，加之反复的优化验证的耗时，会导致整个钠离子电池的开发周期更长。

3、基于此，如何快速确定电池电极参数以便快速设计生产出符合开发目标要求的钠离子电池成品，以缩短钠离子电池的开发周期，是亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种快充型钠离子电池电极参数的优化方法及电子设备，以解决现有技术中钠离子电池的开发周期较长的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种快充型钠离子电池电极参数的优化方法，包括：

3、获取钠离子电池的电极参数历史数据；

4、基于所述电极参数历史数据确定可以同时表征钠离子电池的能量密度和快充性能的电池特征参数；

5、以钠离子电池的能量密度和快充性能均满足预设钠离子电池设计要求为目标，对所述电池特征参数进行优化，得到优化后的电极参数目标数据。

6、在一种可能的实现方式中，所述基于所述电极参数历史数据确定可以同时表征钠离子电池的能量密度和快充性能的电池特征参数，包括：

7、基于钠离子电池的正极活性物质面密度历史数据、负极活性物质面密度历史数据、正极极片压实密度历史数据以及负极极片压实密度历史数据确定所述电池特征参数。

8、在一种可能的实现方式中，所述基于钠离子电池的正极活性物质面密度历史数据、负极活性物质面密度历史数据、正极极片压实密度历史数据以及负极极片压实密度历史数据确定所述电池特征参数，包括：

9、基于确定所述电池特征参数；

10、其中，k表示所述电池特征参数，cc表示钠离子电池的正极活性物质面密度，ca表示钠离子电池的负极活性物质面密度，dc表示钠离子电池的正极极片压实密度，da表示钠离子电池的负极极片压实密度。

11、在一种可能的实现方式中，所述以钠离子电池的能量密度和快充性能均满足预设钠离子电池设计要求为目标，对所述电池特征参数进行优化，得到优化后的电极参数目标数据，包括：

12、获取所述电池特征参数的第一历史真值、钠离子电池的能量密度的第二历史真值、钠离子电池的快充性能的第三历史真值之间的真值对应表；

13、根据所述真值对应表确定与所述预设钠离子电池设计要求对应的电池特征参数目标值；

14、对钠离子电池的正极活性物质面密度、负极活性物质面密度、正极极片压实密度以及负极极片压实密度进行调节，并将使所述电池特征参数的取值为所述电池特征参数目标值的正极活性物质面密度目标值、负极活性物质面密度目标值、正极极片压实密度目标值以及负极极片压实密度目标值作为优化后的电极参数目标数据。

15、在一种可能的实现方式中，所述电极参数目标数据中至少包括一组正极活性物质面密度目标值、负极活性物质面密度目标值、正极极片压实密度目标值以及负极极片压实密度目标值；

16、在得到电极参数目标数据之后，还包括：

17、计算所述电极参数目标数据中每组正极活性物质面密度目标值、负极活性物质面密度目标值、正极极片压实密度目标值以及负极极片压实密度目标值对应的电芯重量；

18、将所有所述电芯重量中的最小电芯重量对应的正极活性物质面密度目标值、负极活性物质面密度目标值、正极极片压实密度目标值以及负极极片压实密度目标值作为最终的电极参数目标数据。

19、第二方面，本发明实施例提供了一种快充型钠离子电池电极参数的优化装置，包括：

20、数据获取模块，用于获取钠离子电池的电极参数历史数据；

21、参数确定模块，用于基于所述电极参数历史数据确定可以同时表征钠离子电池的能量密度和快充性能的电池特征参数；

22、参数优化模块，用于以钠离子电池的能量密度和快充性能均满足预设钠离子电池设计要求为目标，对所述电池特征参数进行优化，得到优化后的电极参数目标数据。

23、第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。

24、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。

25、第五方面，本发明实施例提供了一种钠离子电池，所述钠离子电池的正极极片的正极活性物质面密度和正极极片压实密度以及所述钠离子电池的负极极片的负极活性物质面密度和负极极片压实密度均由如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法优化得到。

26、在一种可能的实现方式中，所述正极极片的正极活性物质为聚阴离子型材料；所述负极极片的负极活性物质为硬碳材料。

27、本发明实施例提供一种快充型钠离子电池电极参数的优化方法及电子设备，通过钠离子电池的电极参数历史数据分析得到可以同时表征钠离子电池的能量密度和快充性能的电池特征参数。如此一来，可以基于对该电池特征参数的调节，得到使得钠离子电池的能量密度和快充性能均满足预设钠离子电池设计要求的电极参数目标数据。本发明通过理论计算率先确定出电池性能满足设计要求的钠离子电池电极参数的理论取值，从而仅需少量的实验验证理论取值对应的钠离子电池性能即可，从而有效缩短了钠离子电池的设计开发周期。

技术特征：

1.一种快充型钠离子电池电极参数的优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的快充型钠离子电池电极参数的优化方法，其特征在于，所述基于所述电极参数历史数据确定可以同时表征钠离子电池的能量密度和快充性能的电池特征参数，包括：

3.根据权利要求2所述的快充型钠离子电池电极参数的优化方法，其特征在于，所述基于钠离子电池的正极活性物质面密度历史数据、负极活性物质面密度历史数据、正极极片压实密度历史数据以及负极极片压实密度历史数据确定所述电池特征参数，包括：

4.根据权利要求2或3所述的快充型钠离子电池电极参数的优化方法，其特征在于，所述以钠离子电池的能量密度和快充性能均满足预设钠离子电池设计要求为目标，对所述电池特征参数进行优化，得到优化后的电极参数目标数据，包括：

5.根据权利要求4所述的快充型钠离子电池电极参数的优化方法，其特征在于，所述电极参数目标数据中至少包括一组正极活性物质面密度目标值、负极活性物质面密度目标值、正极极片压实密度目标值以及负极极片压实密度目标值；

6.一种快充型钠离子电池电极参数的优化装置，其特征在于，包括：

7.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上的权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。

9.一种钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池的正极极片的正极活性物质面密度和正极极片压实密度以及所述钠离子电池的负极极片的负极活性物质面密度和负极极片压实密度均由权利要求1至5中任一项快充型钠离子电池电极参数的优化方法优化得到。

10.根据权利要求9所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极极片的正极活性物质为聚阴离子型材料；所述负极极片的负极活性物质为硬碳材料。

技术总结
本发明提供一种快充型钠离子电池电极参数的优化方法及电子设备。该方法包括：获取钠离子电池的电极参数历史数据；基于电极参数历史数据确定可以同时表征钠离子电池的能量密度和快充性能的电池特征参数；以钠离子电池的能量密度和快充性能均满足预设钠离子电池设计要求为目标，对电池特征参数进行优化，得到优化后的电极参数目标数据。本发明通过理论计算率先确定出电池性能满足设计要求的钠离子电池电极参数的理论取值，从而仅需少量的实验验证理论取值对应的钠离子电池性能即可，从而有效缩短了钠离子电池的设计开发周期。

技术研发人员：王立仕,马振德,丁哲
受保护的技术使用者：安徽纳微聚能新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15