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【分析示例】电池正极制备过程(压延)中的压力和孔隙率计算

采用离散元法(DEM对固体(粉末)层的压缩和拉伸进行模拟



目标和方法

在电池电极的制造过程中,有一道称为压延的工序,电极材料在压延机的作用下压缩成型。这一工艺可将材料形成均匀的薄膜,并增加材料之间的接触面积,从而提高电池性能。孔隙率和压力是这一工艺的指标。在本案例研究中,我们介绍了假设压延工艺形成固体颗粒(粉末)的模拟。VSOP-PSJ-OCTA的模拟器之一,它使用离散元法(DEM, Discrete Element Method)计算薄膜形成过程中的压力和孔隙率,同时考虑到固体颗粒之间的接触。在材料模型中,根据之前的研究,使用了6种活性材料和1种粘合剂表征不同直径的颗粒。压缩计算通过在封闭区域填充颗粒,然后降低上壁来实现。从计算区域的体积中减去颗粒的体积即可得到孔隙率。与之前的研究一样,压力和孔隙率之间的关系是通过压缩到最大压力,然后向上拉伸上壁得到的。

1. 使用J-OCTARVE模型构建的初始颗粒结构

结果

2 显示了拉伸过程中上壁所受压力与孔隙率之间的关系。VSOP-PS 的结果(蓝色圆圈)与前人的实验和计算结果接近。

本文介绍了使用VSOP-PS对固体和粉末材料的接触(摩擦)进行离散元法计算,如果您感兴趣,请联系我们。

图2. 在拉伸过程中上壁压力和孔隙率之间的关系




(转载自:J-Octa官网)


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