锂电池系统的材料参数选择方法及相关装置

1.本发明涉及电池仿真技术领域，尤其涉及一种锂电池系统的材料参数选择方法及相关装置。


背景技术：

2.锂电池在充电过程中锂离子还原时形成的树枝状金属锂，即为锂电池系统中的枝晶。锂枝晶的生长可能会导致锂离子电池在循环过程中电极和电解液界面的不稳定，破坏生成的固体电解质界面膜，不断消耗电解液从而导致金属锂的不可逆沉积，甚至还会造成刺穿隔膜导致锂离子电池内部短接，引发燃烧爆炸等意外。
3.现有数值方法在模拟锂电池中的枝晶生长过程有着不同程度的困难，如难以模拟电解质中的锂离子传导过程，计算枝晶生长表界面的电化学反应不够准确，计算连续变形的枝晶结构效率较低，无法模拟锂电池的枝晶溶解过程等等，因此限制了它们对日益复杂实验条件下的枝晶生长进行深入探索研究，例如有显著对流传导的液体电解质，影响枝晶电化学反应的电极表面修饰结构，以及长期充放电循环下的锂金属二次电池。
4.光滑粒子动力学法sph是一种基于拉格朗日框架的无网格粒子数值方法，由于它粒子数值方法的特性，最初被广泛应用于流体方面的研究。sph法的拉格朗日框架性质，使得它可以不需要复杂的跟踪算法来模拟不断移动变形的固体生长界面(相对于有限元法)，此外sph法对流体模拟有天然的优势，因此研究液体中对流传导与反应的相互影响也更为容易(相对于相场法和扩散限制凝聚法)。如何根据sph法对锂金属电池的枝晶生长过程建立数值模型并进行研究，是本领域尚待解决的问题。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本技术实例提供了一种锂电池系统的材料参数选择方法及相关装置，将第二类和第三类边界条件引入到sph方法中，使得sph法，提高了锂电池枝晶仿真模拟系统表界面上的传质-反应过程的模拟精确度，实现了锂电池系统的枝晶溶解过程仿真，使得sph法可以应用于锂电池系统的枝晶生长和溶解过程的仿真计算，完善了锂电池枝晶仿真模拟系统，进而提高了仿真结果的可信度。
6.为实现上述目的，第一方面，本技术实施例提供了一种锂电池系统的材料参数选择方法，包括以下步骤：获取锂电池系统的多个第一条件参数组合，第一条件参数组合包括锂电池系统的仿真材料参数，工作条件参数和边界条件参数；将多个第一条件参数组合输入光滑粒子动力学法sph模型进行仿真计算，以得到锂电池系统的多个第一条件参数组合分别对应的多个电极枝晶的生长的仿真结果；根据多个仿真结果计算对应的多个第一条件参数组合分别对应的多个第一抑制效果参数；若多个第一抑制效果参数中最大的第一抑制效果参数大于第一预设阈值，则将最大的第一抑制效果参数对应的第一条件参数组合确定为锂电池系统的材料参数选择策略。
7.可以看出在本技术实施例中，将多个第一条件参数组合输入sph模型中进行仿真
计算，得到第一仿真抑制效果参数以评估对应的第一条件参数组合抑制枝晶生长的效果，当第一仿真抑制效果参数大于第一预设阈值时，将大于第一预设阈值的第一仿真抑制效果参数对应的第一条件参数组合确定为锂电池系统的材料参数选择策略，通过sph模型对锂电池枝晶生长仿生计算的应用，降低了锂电池系统的枝晶生长和溶解仿真的难度，提高了仿真的请准性，进而提高了仿真结果的可信度。
8.结合第一方面，在一种可能的实施例中，仿真材料参数包括锂离子的传导系数，锂离子迁移系数，电解质的流体粘滞系数，锂离子的电化学反应系数中的至少一种；工作条件参数包括电压，电流和温度在锂电池系统的充电放电过程中的值和持续时间；边界条件参数包括第二类边界条件或第三类边界条件；若锂电池系统的电解液为固态，则边界条件参数为第二类边界条件；若锂电池系统的电解质为液态，则边界条件参数为第三类边界条件。
9.可以看出在本技术实施例中，通过在sph模型中引入第二类边界条件和第三类边界条件得sph法从此能够对表界面上的传质-反应过程进行精准模拟仿真，提高了sph模型在锂电池系统的枝晶生长仿真的请准性。
10.结合第一方面，在一种可能的实施例中，多个电极枝晶的生长的仿真结果包括：电极枝晶周期性生长和溶解速率，将多个第一条件参数组合输入光滑粒子动力学法sph模型进行仿真计算，以得到锂电池系统的多个第一条件参数组合分别对应的多个电极枝晶的生长的仿真结果，包括：根据sph模型进行预设次数的多个第一参数组合对应的电极枝晶的生成和溶解周期的仿真计算，得到预设次数个电极枝晶周期性电化学反应速率；根据预设次数个电极枝晶周期性电化学反应速率得到电极枝晶周期性生长和溶解速率。
11.结合第一方面，在一种可能的实施例中，若根据sph模型还得到多个第一参数组合对应的预设次数个生成和溶解周期锂离子的周期性分布，根据多个仿真结果计算对应的多个第一条件参数组合分别对应的多个第一抑制效果参数，包括：根据多个锂离子的周期性分布和对应多个电极枝晶的生长的仿真结果，得到预设次数个电极枝晶周期性后的电极枝晶的像素分布坐标；根据电极枝晶的像素分布坐标得到电极枝晶形貌的仿真图像；根据电极枝晶形貌的仿真图像得到对应的第一条件参数组合和第一电极枝晶分布特征参数；根据电极枝晶分布特征参数得到多个第一条件参数组合分别对应的多个第一抑制效果参数，电极枝晶的抑制效果越好，第一抑制效果参数越大。
12.结合第一方面，在一种可能的实施例中，在若第一抑制效果参数大于第一预设阈值，则将锂电池系统的条件参数组合确定为锂电池系统的材料选择策略之前，该方法还包括：若多个第一抑制效果参数中最大的第一抑制效果参数不大于第一预设阈值；将锂电池系统的最大的第一抑制效果参数对应的第一条件参数组合修改为第二条件参数组合；将第二条件参数组合输入光滑粒子动力学法sph模型进行仿真计算，得到与第二条件参数组合对应的的第二抑制效果参数；若第二抑制效果参数大于第一预设阈值，则将锂电池系统的第二条件参数组合确定为锂电池系统的材料选择策略。
13.结合第一方面，在一种可能的实施例中，在将第二条件参数组合输入光滑粒子动力学法sph模型进行仿真计算，得到与第二条件参数组合对应的的第二抑制效果参数之后，该方法还包括：若第二抑制效果参数大于第二预设阈值且小于第一预设阈值，则记录第二条件参数组合和第二抑制效果参数的对应关系，第二预设阈值小于第一预设阈值；将第一条件参数组合和第一抑制效果参数的对应关系和第二条件参数组合和第二抑制效果参数
的对应关系确定为锂电池系统的材料参数选择策略。
14.可以看出在本技术实施例中，在抑制效果参数无法满足第一预设阈值的情况下，将对枝晶生长抑制效果的要求降低为第二预设阈值，并将满足第二预设阈值的参数组合和对应的抑制效果参数的对应关系确定为锂电池系统的材料参数选择策略，进而提高了锂电池系统的材料选择策略的灵活程度和精确度。
15.结合第一方面，在一种可能的实施例中，在若第一抑制效果参数大于第一预设阈值，则将锂电池系统的第一条件参数组合确定为锂电池系统的材料选择策略之后，该方法还包括：根据大于第一预设阈值的第一抑制效果参数或第二抑制效果参数对应的第一条件参数组合或第二条件参数组合获取符合第一条件参数组合或第二条件参数组合的电解质材料、电极材料和电极修饰材料；根据电解质材料、电极材料和电极修饰材料得到性质相近的锂金属电池名单，并根据锂金属电池的能量密度进行排序；根据锂金属电池的能量密度排序，得到锂金属电池名单中能量密度进行排序第一的锂金属电池。
16.可以看出在本技术实施例中，根据大于第一预设阈值的抑制效果参数对应的条件参数组合，分析已找到的材料性质之间的关系，预测性质近似的其他材料，最终筛选出来的候选材料将具有良好的抑制枝晶效果，并且能够胜任锂金属电池的工作性能要求。提高了选择策略结果的可信度和精确度。
17.第二方面，本技术实施例提供了一种锂电池系统的材料参数选择装置，装置用于执行锂电池系统的材料参数选择方法，包括：
18.获取单元：用于获取锂电池系统的多个第一条件参数组合，第一条件参数组合包括锂电池系统的仿真材料参数，工作条件参数和边界条件参数；
19.仿真单元：用于将多个第一条件参数组合输入光滑粒子动力学法sph模型进行仿真计算，以得到锂电池系统的多个第一条件参数组合分别对应的多个电极枝晶的生长的仿真结果；
20.计算单元：用于根据多个仿真结果计算对应的多个第一条件参数组合分别对应的多个第一抑制效果参数；
21.确定单元：用于若多个第一抑制效果参数中最大的第一抑制效果参数大于第一预设阈值，则将最大的第一抑制效果参数对应的第一条件参数组合确定为锂电池系统的材料参数选择策略。
22.第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括处理器、存储器、通信接口，以及一个或多个程序，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置由处理器执行，所述一条或多条指令适于由所述处理器加载并执行如第一方面的方法的部分或者全部。
23.第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，计算机程序使得计算机执行如第一方面的方法的部分或者全部。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本技术实施例提供的一种锂电池系统的材料参数选择系统的流程示意图；
26.图2为本技术实施例提供的一种sph模型的仿真过程示意图；
27.图3为本技术实施例提供的一种第二参数组合优化的流程示意图；
28.图4为本技术实施例提供的一种锂电池系统的材料参数选择装置的结构示意图；
29.图5为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
32.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
33.下面结合附图对本技术的实施例进行描述。
34.目前，现有的仿真模拟手段难以模拟电解质中的锂离子传导过程，计算枝晶生长表界面的电化学反应不够准确，计算连续变形的枝晶结构效率较低，无法模拟锂电池的枝晶溶解过程等等。
35.针对上述问题，本技术提出一种锂电池系统的材料参数选择方法及相关装置，下面结合附图进行说明。
36.请参见图1，图1为本技术实施例提供的一种锂电池系统的材料参数选择方法的流程示意图，如图1所示，包括步骤s101-s104。
37.s101：获取锂电池系统的多个第一条件参数组合，第一条件参数组合包括锂电池系统的仿真材料参数，工作条件参数和边界条件参数。
38.具体地，这里的多个第一条件参数组合包括根据电池系统使用的材料的性质得到的仿真材料参数，锂电池系统实际的工作环境，电压电流等数据得到的工作条件参数，以及根据电解质的类型得到的边界条件参数。这里的多个第一条件参数组合包括相同的工作条件参数和边界条件参数和不同的仿真材料参数。通过仿真计算得到抑制枝晶生长效果最好且性能最佳的锂电池系统的仿真材料参数。
39.在一种可能的实施例中，仿真材料参数包括锂离子的传导系数，锂离子迁移系数，电解质的流体粘滞系数，锂离子的电化学反应系数中的至少一种；工作条件参数包括电压，电流和温度在锂电池系统的充电放电过程中的值和持续时间；边界条件参数包括第二类边
界条件或第三类边界条件；若锂电池系统的电解液为固态，则边界条件参数为第二类边界条件；若锂电池系统的电解质为液态，则边界条件参数为第三类边界条件。
40.具体地，这里的锂离子的传导系数，锂离子迁移系数，电解质的流体粘滞系数，锂离子的电化学反应系数等是根据锂电池的实际材料性质得到的。工作条件参数可以理解为锂电池系统中的电压，电流和温度的周期性变化，电压和电流的周期性变化是在电极枝晶的生长周期即锂电池系统的充放电周期内，电压和电流在充电和放电时不同的数值以及持续时间，这里的温度周期性变化指在固定的室温条件下锂电池系统在充放电过程中产生的温度升降数值以及持续时间。第二类边界条件即诺依曼边界条件(neumann boundary condition)，给出了在边界处解对指定函数的导数或偏导数。第三类边界条件的表述为：“将大平板看成一维问题处理时，平板一侧换热系数一定，换热流体的温度一定。”半无限大物体在导热方向上，当其一侧边换热系数一定，换热流体的温度一定。数学描述为：h(0,t)＝定值,tf＝0。第二类边界条件和第三类边界条件的不同之处在于第三类边界条件考虑到了流体流动对系统的影响，因此当电解液为固态时适用第二类边界条件，当电解液为液态时适用第二类边界条件。
41.可以看出在本技术实施例中，通过在sph模型中引入第二类边界条件和第三类边界条件得sph法从此能够对表界面上的传质-反应过程进行精准模拟仿真，提高了sph模型在锂电池系统的枝晶生长仿真的请准性。
42.s102：将多个第一条件参数组合输入光滑粒子动力学法sph模型进行仿真计算，以得到锂电池系统的多个第一条件参数组合分别对应的多个电极枝晶的生长的仿真结果。
43.具体地，光滑粒子动力学法(smoothed particle hydrodynamics，sph)是一种流体模拟算法，该算法是将通过使用大量微小的粒子来模拟连续的流体，这些粒子相互影响，共同形成了复杂的流体运动，对于每个单独的流体粒子，遵循最基本的牛顿第二定律。在本技术实施例中，通过sph法模拟枝晶生长过程最终可以得到多个锂电池充放电循环的枝晶生长和溶解图像。
44.在一种可能的实施例中，多个电极枝晶的生长的仿真结果包括：电极枝晶周期性生长和溶解速率，将多个第一条件参数组合输入光滑粒子动力学法sph模型进行仿真计算，以得到锂电池系统的多个第一条件参数组合分别对应的多个电极枝晶的生长的仿真结果，包括：根据sph模型进行预设次数的多个第一参数组合对应的电极枝晶的生成和溶解周期的仿真计算，得到预设次数个电极枝晶周期性电化学反应速率；根据预设次数个电极枝晶周期性电化学反应速率得到电极枝晶周期性生长和溶解速率。
45.具体地，根据第一条件参数组合，在sph模型公式中增加逆向反应项，并在数值模型中增加枝晶溶解功能模块，计算枝晶表面生长/溶解反应的周期性变化，从而揭示锂离子传导分布和生长反应速率在周期性充放电条件下的变化规律；然后改进表界面追踪程序，针对枝晶结构反复沉积溶解的连续变形表界面的长期仿真计算提高稳定性和精确性；最后根据锂离子的浓度分布和枝晶电化学反应速率，计算得到枝晶的周期性生长和溶解速率。进一步地，根据枝晶的周期性生长和溶解速率可以得到电极枝晶在每个生长和溶解周期的净生长或者溶解量，进而可以根据枝晶的周期性生长和溶解速度判断第参数条件下锂电池系统的电极枝晶生长的仿真结果。
46.s103：根据多个仿真结果计算对应的多个第一条件参数组合分别对应的多个第一
抑制效果参数。
47.具体地，根据多个仿真结果是根据多个不同的第一条件参数组合仿真计算得到的，根据多个仿真结果计算得到对应的第一条件参数组合第一抑制效果参数，以反映不同的第一条件参数组合对枝晶声场的抑制效果。
48.在一种可能的实施例中，若根据sph模型还得到多个第一参数组合对应的预设次数个生成和溶解周期锂离子的周期性分布，根据多个仿真结果计算对应的多个第一条件参数组合分别对应的多个第一抑制效果参数，包括：根据多个锂离子的周期性分布和对应多个电极枝晶的生长的仿真结果，得到预设次数个电极枝晶周期性后的电极枝晶的像素分布坐标；根据电极枝晶的像素分布坐标得到电极枝晶形貌的仿真图像；根据电极枝晶形貌的仿真图像得到对应的第一条件参数组合和第一电极枝晶分布特征参数；根据电极枝晶分布特征参数得到多个第一条件参数组合分别对应的多个第一抑制效果参数，电极枝晶的抑制效果越好，第一抑制效果参数越大。
49.具体地，根据锂离子的周期性分布可以得到锂电池系统电极枝晶的生长位置坐标，结合周期性生长和溶解速率可以仿真预测得到枝晶粒子的分布坐标，根据枝晶粒子的分布坐标可以得到锂电池系统在每个枝晶的生长和溶解周期后枝晶粒子的分布位置和数量，进而得到锂电池系统在预设次数的枝晶生长和溶解周期后的枝晶生长结果图像。
50.示例性地，请参见图2，图2为本技术实施例提供的一种sph模型的仿真过程示意图，如图2所示，根据第一条件参数组合，进行多次仿真后，可以得到枝晶粒子的仿真分布范围，如图2中的坐标系所示，图中呈现了sph模型仿真计算出的枝晶粒子的预测分布范围，sph模型根据粒子的周期性生长和溶解速率得到各个粒子的速度变化，锂离子的周期性分布和速度变化得到粒子的位置变化，经过预设次数个枝晶生长和溶解周期后，得到最终的枝晶粒子的分布图像，并进行图像处理得到图2所示的枝晶生长结果的模拟图像。
51.s104：若多个第一抑制效果参数中最大的第一抑制效果参数大于第一预设阈值，则将最大的第一抑制效果参数对应的第一条件参数组合确定为锂电池系统的材料参数选择策略。
52.具体地，多个第一抑制效果参数对应多个第一条件参数组合，本技术实施例中通过向sph模型输入多个不同的第一条件参数组合得到多个对应的第一抑制效果参数，若多个第一抑制效果参数中最高的第一抑制效果参数大于第一预设阈值，则证明该第一抑制效果参数对应的第一条件参数组合满足枝晶抑制效果的要求，可以将该第一条件参数组合确定为锂电池系统的材料参数选择策略。
53.在一种可能的实施例中，在若第一抑制效果参数大于第一预设阈值，则将锂电池系统的条件参数组合确定为锂电池系统的材料选择策略之前，该方法还包括：若多个第一抑制效果参数中最大的第一抑制效果参数不大于第一预设阈值；将锂电池系统的最大的第一抑制效果参数对应的第一条件参数组合修改为第二条件参数组合；将第二条件参数组合输入光滑粒子动力学法sph模型进行仿真计算，得到与第二条件参数组合对应的的第二抑制效果参数；若第二抑制效果参数大于第一预设阈值，则将锂电池系统的第二条件参数组合确定为锂电池系统的材料选择策略。
54.具体地，将锂电池系统的最大的第一抑制效果参数对应的第一条件参数组合修改为第二条件参数组合，可以将锂离子的传导系数，锂离子迁移系数，电解质的流体粘滞系
数，锂离子的电化学反应系数中的任意一种进行修改，除被调整的系数外，其他系数保持不变，进行仿真计算后得到第二抑制效果参数，若第二抑制效果参数升高，产生了正反馈，则继续向正方向修改被调整的系数，若第二抑制效果参数升高，产生了负反馈，则向反方向修改被调整的系数，若对该系数进行修改已无法使第二抑制效果系数产生正反馈，且第二抑制效果任未达到第一预设阈值，则改为尝试调整其他系数。
55.示例性的，请参见图3，图3为本技术实施例提供的一种第二参数组合优化的流程示意图，如图所示根据第二参数组合进行仿真计算得到第二抑制效果参数，根据抑制效果参数产生的反馈继续调整第二参数，对锂离子的传导系数进行增大，其他系数不变得到第二条件参数，若根据第二条件参数仿真计算的第二抑制效果参数相比第一抑制效果参数升高了，则继续增大锂离子的传导系数，若根据第二条件参数仿真计算的第二抑制效果参数相比第一抑制效果参数降低了，则降低锂离子的传导系数，若通过调整锂离子的传导系数已无法提高第二抑制效果参数则改为修改其他第二参数组合中的系数，直到第二抑制效果参数满足第一预设阈值。
56.在一种可能的实施例中，在将第二条件参数组合输入光滑粒子动力学法sph模型进行仿真计算，得到与第二条件参数组合对应的的第二抑制效果参数之后，该方法还包括：若第二抑制效果参数大于第二预设阈值且小于第一预设阈值，则记录第二条件参数组合和第二抑制效果参数的对应关系，第二预设阈值小于第一预设阈值；将第一条件参数组合和第一抑制效果参数的对应关系和第二条件参数组合和第二抑制效果参数的对应关系确定为锂电池系统的材料参数选择策略。
57.具体地，若对第二条件参数组合进行修改无法提升第二抑制效果参数，示例性地，第二条件参数组合中的系数达到了可修改的物理阈值，或者对第二条件参数组合进行修改达到了预设次数限制，将大于第二预设阈值的第二抑制效果对应的第二条件参数组合的对应关系和第一条件参数组合及对应的第一抑制效果参数的对应关系确定为锂电池系统的材料参数选择策略。
58.可以看出在本技术实施例中，在抑制效果参数无法满足第一预设阈值的情况下，将对枝晶生长抑制效果的要求降低为第二预设阈值，并将满足第二预设阈值的参数组合和对应的抑制效果参数的对应关系确定为锂电池系统的材料参数选择策略，进而提高了锂电池系统的材料选择策略的灵活程度和精确度。
59.在一种可能的实施例中，在若第一抑制效果参数大于第一预设阈值，则将锂电池系统的第一条件参数组合确定为锂电池系统的材料选择策略之后，该方法还包括：根据大于第一预设阈值的第一抑制效果参数或第二抑制效果参数对应的第一条件参数组合或第二条件参数组合获取符合第一条件参数组合或第二条件参数组合的电解质材料、电极材料和电极修饰材料；根据电解质材料、电极材料和电极修饰材料得到性质相近的锂金属电池名单，并根据锂金属电池的能量密度进行排序；根据锂金属电池的能量密度排序，得到锂金属电池名单中能量密度进行排序第一的锂金属电池。
60.具体地，若第一抑制效果参数大于第一预设阈值，则锂电池系统的大于第一预设阈值的第一抑制效果参数对应的第一条件组合参数确定为锂电池系统的材料选择策略，在第一条件组合参数的工作环境和边界条件下，符合该仿真材料参数的锂电池材料具有最佳的抑制枝晶生长效果。根据仿真材料参数寻找符合条件的候选电解质材料和电极修饰材
料。然后利用统计分析的方法，分析已找到的材料性质之间的关系，预测性质近似的其他材料。最终筛选出来的候选材料将具有良好的抑制枝晶效果，并且能够胜任锂金属电池的工作性能要求。
61.可以看出在本技术实施例中，根据大于第一预设阈值的抑制效果参数对应的条件参数组合，分析已找到的材料性质之间的关系，预测性质近似的其他材料，最终筛选出来的候选材料将具有良好的抑制枝晶效果，并且能够胜任锂金属电池的工作性能要求。提高了选择策略结果的可信度和精确度。
62.通过实施本技术实施例中的方法，将多个第一条件参数组合输入sph模型中进行仿真计算，得到第一仿真抑制效果参数以评估对应的第一条件参数组合抑制枝晶生长的效果，当第一仿真抑制效果参数大于第一预设阈值时，将大于第一预设阈值的第一仿真抑制效果参数对应的第一条件参数组合确定为锂电池系统的材料参数选择策略，通过sph模型对锂电池枝晶生长仿生计算的应用，降低了锂电池系统的枝晶生长和溶解仿真的难度，提高了仿真的请准性，进而提高了仿真结果的可信度。
63.基于上述配置方法实施例的描述，本技术还提供一种锂电池系统的材料参数选择装置400，该锂电池系统的材料参数选择装置400可以是运行于终端中的一个计算机程序(包括程序代码)。该锂电池系统的材料参数选择装置400可以执行图1所示的方法。请参见图4，该装置包括：
64.获取单元401：用于获取锂电池系统的多个第一条件参数组合，第一条件参数组合包括锂电池系统的仿真材料参数，工作条件参数和边界条件参数；
65.仿真单元402：用于将多个第一条件参数组合输入光滑粒子动力学法sph模型进行仿真计算，以得到锂电池系统的多个第一条件参数组合分别对应的多个电极枝晶的生长的仿真结果；
66.计算单元403：用于根据多个仿真结果计算对应的多个第一条件参数组合分别对应的多个第一抑制效果参数；
67.确定单元404：用于若多个第一抑制效果参数中最大的第一抑制效果参数大于第一预设阈值，则将最大的第一抑制效果参数对应的第一条件参数组合确定为锂电池系统的材料参数选择策略。
68.在一种可能的实施例中，仿真材料参数包括锂离子的传导系数，锂离子迁移系数，电解质的流体粘滞系数，锂离子的电化学反应系数中的至少一种；工作条件参数包括电压，电流和温度在锂电池系统的充电放电过程中的值和持续时间；边界条件参数包括第二类边界条件或第三类边界条件；若锂电池系统的电解液为固态，则边界条件参数为第二类边界条件；若锂电池系统的电解质为液态，则边界条件参数为第三类边界条件。
69.在一种可能的实施例中，多个电极枝晶的生长的仿真结果包括：电极枝晶周期性生长和溶解速率，将多个第一条件参数组合输入光滑粒子动力学法sph模型进行仿真计算，以得到锂电池系统的多个第一条件参数组合分别对应的多个电极枝晶的生长的仿真结果，获取单元401还具体用于：根据sph模型进行预设次数的多个第一参数组合对应的电极枝晶的生成和溶解周期的仿真计算，得到预设次数个电极枝晶周期性电化学反应速率；根据预设次数个电极枝晶周期性电化学反应速率得到电极枝晶周期性生长和溶解速率。
70.在一种可能的实施例中，若根据sph模型还得到多个第一参数组合对应的预设次
数个生成和溶解周期锂离子的周期性分布，在根据多个仿真结果计算对应的多个第一条件参数组合分别对应的多个第一抑制效果参数方面，计算单元403还具体用于：根据多个锂离子的周期性分布和对应多个电极枝晶的生长的仿真结果，得到预设次数个电极枝晶周期性后的电极枝晶的像素分布坐标；根据电极枝晶的像素分布坐标得到电极枝晶形貌的仿真图像；根据电极枝晶形貌的仿真图像得到对应的第一条件参数组合和第一电极枝晶分布特征参数；根据电极枝晶分布特征参数得到多个第一条件参数组合分别对应的多个第一抑制效果参数，电极枝晶的抑制效果越好，第一抑制效果参数越大。
71.在一种可能的实施例中，在若第一抑制效果参数大于第一预设阈值，则将锂电池系统的条件参数组合确定为锂电池系统的材料选择策略之前，仿真单元402还具体用于：若多个第一抑制效果参数中最大的第一抑制效果参数不大于第一预设阈值；将锂电池系统的最大的第一抑制效果参数对应的第一条件参数组合修改为第二条件参数组合；将第二条件参数组合输入光滑粒子动力学法sph模型进行仿真计算，得到与第二条件参数组合对应的的第二抑制效果参数；若第二抑制效果参数大于第一预设阈值，则将锂电池系统的第二条件参数组合确定为锂电池系统的材料选择策略。
72.在一种可能的实施例中，在将第二条件参数组合输入光滑粒子动力学法sph模型进行仿真计算，得到与第二条件参数组合对应的的第二抑制效果参数之后，确定单元404还具体用于：若第二抑制效果参数大于第二预设阈值且小于第一预设阈值，则记录第二条件参数组合和第二抑制效果参数的对应关系，第二预设阈值小于第一预设阈值；将第一条件参数组合和第一抑制效果参数的对应关系和第二条件参数组合和第二抑制效果参数的对应关系确定为锂电池系统的材料参数选择策略。
73.在一种可能的实施例中，在若第一抑制效果参数大于第一预设阈值，则将锂电池系统的第一条件参数组合确定为锂电池系统的材料选择策略之后，确定单元404还具体用于：根据大于第一预设阈值的第一抑制效果参数或第二抑制效果参数对应的第一条件参数组合或第二条件参数组合获取符合第一条件参数组合或第二条件参数组合的电解质材料、电极材料和电极修饰材料；根据电解质材料、电极材料和电极修饰材料得到性质相近的锂金属电池名单，并根据锂金属电池的能量密度进行排序；根据锂金属电池的能量密度排序，得到锂金属电池名单中能量密度进行排序第一的锂金属电池。
74.需要说明的是，上述各模块(获取单元401、仿真单元402、计算单元403和确定单元404)用于执行上述方法的相关步骤。比如获取单元401用于执行步骤s201的相关内容，仿真单元402用于执行s202的相关内容。
75.基于上述方法实施例和装置实施例的描述，请参见图5，图5为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图，本实施例中所描述的电子设备500，如图5所示，该电子设备500包括处理器501、存储器502、通信接口503以及一个或多个程序，处理器501可以是通用中央处理器(cpu)，微处理器，特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，asic)，或一个或多个用于控制以上方案程序执行的集成电路。存储器502可以是只读存储器(read-only memory，rom)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，ram)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，eeprom)、只读光盘(compact disc read-only memory，cd-rom)或其他
光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器502可以是独立存在，通过总线与处理器501相连接。存储器502也可以和处理器501集成在一起。通信接口503，用于与其他设备或通信网络通信，如以太网，无线接入网(ran)，无线局域网(wireless local area networks，wlan)等。上述一个或多个程序通过程序代码的形式被存储在上述存储器中，并且被配置由上述处理器执行，本技术实施例中，上述程序包括用于执行以下步骤的指令：
76.获取锂电池系统的多个第一条件参数组合，第一条件参数组合包括锂电池系统的仿真材料参数，工作条件参数和边界条件参数；将多个第一条件参数组合输入光滑粒子动力学法sph模型进行仿真计算，以得到锂电池系统的多个第一条件参数组合分别对应的多个电极枝晶的生长的仿真结果；根据多个仿真结果计算对应的多个第一条件参数组合分别对应的多个第一抑制效果参数；若多个第一抑制效果参数中最大的第一抑制效果参数大于第一预设阈值，则将最大的第一抑制效果参数对应的第一条件参数组合确定为锂电池系统的材料参数选择策略。
77.在一种可能的实施例中，仿真材料参数包括锂离子的传导系数，锂离子迁移系数，电解质的流体粘滞系数，锂离子的电化学反应系数中的至少一种；工作条件参数包括电压，电流和温度在锂电池系统的充电放电过程中的值和持续时间；边界条件参数包括第二类边界条件或第三类边界条件；若锂电池系统的电解液为固态，则边界条件参数为第二类边界条件；若锂电池系统的电解质为液态，则边界条件参数为第三类边界条件。
78.在一种可能的实施例中，多个电极枝晶的生长的仿真结果包括：电极枝晶周期性生长和溶解速率，将多个第一条件参数组合输入光滑粒子动力学法sph模型进行仿真计算，以得到锂电池系统的多个第一条件参数组合分别对应的多个电极枝晶的生长的仿真结果，包括：根据sph模型进行预设次数的多个第一参数组合对应的电极枝晶的生成和溶解周期的仿真计算，得到预设次数个电极枝晶周期性电化学反应速率；根据预设次数个电极枝晶周期性电化学反应速率得到电极枝晶周期性生长和溶解速率。
79.在一种可能的实施例中，若根据sph模型还得到多个第一参数组合对应的预设次数个生成和溶解周期锂离子的周期性分布，根据多个仿真结果计算对应的多个第一条件参数组合分别对应的多个第一抑制效果参数，包括：根据多个锂离子的周期性分布和对应多个电极枝晶的生长的仿真结果，得到预设次数个电极枝晶周期性后的电极枝晶的像素分布坐标；根据电极枝晶的像素分布坐标得到电极枝晶形貌的仿真图像；根据电极枝晶形貌的仿真图像得到对应的第一条件参数组合和第一电极枝晶分布特征参数；根据电极枝晶分布特征参数得到多个第一条件参数组合分别对应的多个第一抑制效果参数，电极枝晶的抑制效果越好，第一抑制效果参数越大。
80.在一种可能的实施例中，在若第一抑制效果参数大于第一预设阈值，则将锂电池系统的条件参数组合确定为锂电池系统的材料选择策略之前，该方法还包括：若多个第一抑制效果参数中最大的第一抑制效果参数不大于第一预设阈值；将锂电池系统的最大的第一抑制效果参数对应的第一条件参数组合修改为第二条件参数组合；将第二条件参数组合输入光滑粒子动力学法sph模型进行仿真计算，得到与第二条件参数组合对应的的第二抑
制效果参数；若第二抑制效果参数大于第一预设阈值，则将锂电池系统的第二条件参数组合确定为锂电池系统的材料选择策略。
81.在一种可能的实施例中，在将第二条件参数组合输入光滑粒子动力学法sph模型进行仿真计算，得到与第二条件参数组合对应的的第二抑制效果参数之后，该方法还包括：若第二抑制效果参数大于第二预设阈值且小于第一预设阈值，则记录第二条件参数组合和第二抑制效果参数的对应关系，第二预设阈值小于第一预设阈值；将第一条件参数组合和第一抑制效果参数的对应关系和第二条件参数组合和第二抑制效果参数的对应关系确定为锂电池系统的材料参数选择策略。
82.在一种可能的实施例中，在若第一抑制效果参数大于第一预设阈值，则将锂电池系统的第一条件参数组合确定为锂电池系统的材料选择策略之后，该方法还包括：根据大于第一预设阈值的第一抑制效果参数或第二抑制效果参数对应的第一条件参数组合或第二条件参数组合获取符合第一条件参数组合或第二条件参数组合的电解质材料、电极材料和电极修饰材料；根据电解质材料、电极材料和电极修饰材料得到性质相近的锂金属电池名单，并根据锂金属电池的能量密度进行排序；根据锂金属电池的能量密度排序，得到锂金属电池名单中能量密度进行排序第一的锂金属电池。
83.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本技术并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本技术，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必须的。
84.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
85.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
86.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
87.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
88.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备
(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
89.本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器(英文：read-only memory，简称：rom)、随机存取器(英文：random access memory，简称：ram)、磁盘或光盘等。
90.以上所述，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。