(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111667258.3 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 杭州电子科技大 学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区 二号路 (72)发明人 武军　沈可杰　娄冰奇　徐志豪　 盛卫琴　徐军明　 (74)专利代理 机构 浙江永鼎律师事务所 3 3233 专利代理师 金肯晗 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种测算过渡金属硫化物与多硫化物作用 力的方法 (57)摘要 本发明公开了测算过渡金属硫化物与多硫 化物作用力的方法， 包括以下步骤： S1， 确定过渡 金属硫化物材料设计的i个自变量参数， j个评价 指标， i、 j均为自然数； S2， 确定材料性能参考分 数， 同时建立若干个研究对象的初始模型； S3， 对 各个初始模型， 进行微观尺度的第一性原理计 算， 得到目标待评价指标； S4， 将待评价指标按权 重进行量化， 获得综合性能分数P； S5， 将已获得 的性能分数与参考分数进行比较， 给出作用力性 能等级。 本发 明结合微观第一性原理计算结合加 权计算法， 最终建立了一个有效、 可考的测算评 价方法。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114491970 A 2022.05.13 CN 114491970 A 1.一种测算过渡金属硫化物与多硫化物作用力的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1， 确定过渡金属硫化物材 料设计的i个自变量 参数， j个评价指标， i、 j均为自然数； S2， 确定材 料性能参 考分数， 同时建立若干个 研究对象的初始模型； S3， 对各个初始模型， 进行微观 尺度的第一 性原理计算， 得到目标待评价指标； S4， 将待评价指标按权 重进行量 化， 获得综合 性能分数P； S5， 将已获得的性能分数与参 考分数进行比较， 给 出作用力性能等级。 2.根据权利要求1所述的一种测算过渡金属硫化物与多硫化物作用力的方法， 其特征 在于， 所述S1中所述硫化物记为MxSy， 其中， M表示 过渡金属， 包括Fe、 C o、 Ni、 Cu、 Zn、 Sc、 Ti、 V、 Cr和Mn； x， y为正整数； 多硫化物包括长链或短链多硫化锂Li2Sn或长链或短链多硫化钠 Na2Sn， 其中， n＝1,2,4,6,8。 3.根据权利要求1所述的一种测算过渡金属硫化物与多硫化物作用力的方法， 其特征 在于， 所述S1中所述评价指标包括与多硫化物的吸附能Ead、 禁带宽度Gap、 电荷转移量Trans 和锂离子扩散系数Dif f。 4.根据权利要求3所述的一种测算过渡金属硫化物与多硫化物作用力的方法， 其特征 在于， 所述多硫化锂的吸附能Ead通过以下公式得到： 式中， Ead表示吸附能， 单位为eV； EMS表示过渡金属硫化物的体系总能量， 单位为eV； 表示为多硫化锂/多硫化钠的体系总能量， 单位为eV； 表示多硫 化锂/多硫化钠吸附于过渡金属硫化物时的体系 总能量， 单位 为eV。 5.根据权利要求3所述的一种测算过渡金属硫化物与多硫化物作用力的方法， 其特征 在于， 所述禁带宽度Gap通过其所在范围区间被归为导体： 0≤Gap＜0.3eV、 半导体： 0.3eV≤ Gap＜5.0eV、 绝 缘体： Gap≥5.0eV。 6.根据权利要求3所述的一种测算过渡金属硫化物与多硫化物作用力的方法， 其特征 在于， 所述电荷转移量Trans由Mul liken电子分析 得出反应过程中的电荷转移数， 单位 为e。 7.根据权利要求3所述的一种测算过渡金属硫化物与多硫化物作用力的方法， 其特征 在于， 所述锂离子扩散系数Diff是通过过渡态搜索 理论结合LST/QST工具来确 定最可能的 离子扩散路径， 并计算出该路径下对应的离子扩散势垒， 最后基于以下公式得到离子扩散 系数： 式中： a是迁移距 离， 单位为m； v是有效振动频率， 单位为Hz； ΔEa为活化势垒， 单位为eV； k为玻尔兹曼常数； T为 开尔文温度。 8.根据权利要求5所述的一种测算过渡金属硫化物与多硫化物作用力的方法， 其特征 在于， 所述S4具体包括以下步骤： S41， 根据影响锂硫电池性能的重要性， 将与多硫化物的吸附能Ead、 禁带宽度Gap、 电荷 转移量Trans和锂离 子扩散系数Dif f按照4： 2： 2： 2进行权 重分配； S42， 根据与多硫化物的吸附能Ead对穿梭效应影响程度， 将与长链多硫化物的吸附能、 与短链多硫化物的吸附能按照4： 1进行权 重分配；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114491970 A 2S43， 根据禁带宽度Gap对锂硫电池的性能影响， 将导体、 半导体和绝缘体按照2， 1， 0进 行性能赋值。 9.根据权利要求1所述的一种测算过渡金属硫化物与多硫化物作用力的方法， 其特征 在于， 所述S4计算的综合性能分数P按照以下公式测算每一种硫化物研究对象对多硫化物 的作用力： 其中， Ri为权重系数； i表示第i种硫化物； Tj为评价指标， j＝1,2,3,4。 10.根据权利要求5所述的一种测算过渡金属硫化物与多硫化物作用力的方法， 其特征 在于， 所述S 5中所述性能等级为优、 良、 一般、 差四个等级， 分别对应综合性能分数P范围为P ≥23、 20≤P＜23、 15 ≤P＜20和P＜15 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114491970 A 3