CN117524328A - 一种基于预设成分的电解液模拟分析方法、装置、设备及介质 - Google Patents

一种基于预设成分的电解液模拟分析方法、装置、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于预设成分的电解液模拟分析方法、装置、设备及介质。本发明所述电解液模拟分析方法是一种基于预设成分的锂金属电池电解液模拟构建的分析方法，在保证具有较高的准确性，可针对性地研究未配制电解液体系的性能，无需每次在动力学运算前进行电解液的配置，并测算其实际密度，且无需每次对于新设计体系进行调试，进一步减少了实验得到结果的周期，降低成本，全流程通过脚本控制，自动进行，无需人工干预。

Description

一种基于预设成分的电解液模拟分析方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，尤其是涉及一种电解液的分子动力学力场参数优化方法、装置、设备及介质。
背景技术
锂电池由四种关键材料组成：正极、负极、电解液和隔膜。其中，电解液主要作用是在正负极间传输锂离子，是锂电池获得高能量密度以及良好安全性能的重要保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐以及添加剂等原料，在一定条件下按一定的比例配制而成。过去锂电池电解液的开发主要采用物理实验的手段。实验手段存在着诸多弊端，如研发周期长，无法高通量进行，制备、测试及表征成本高等。随着本领域对分子模拟的认识深入以及计算基础设施和算法的快速发展，借助理论计算的方式对电解液进行模拟研究逐渐成为加速研发的有效手段。
然而，目前借助理论计算的方式对电解液进行模拟研究仍存在以下两个方面的问题：第一方面，当前研究体系局限于实际可配制体系，研究范围较窄，对于未配制体系研究较为有限；第二方面，计算参数依经验设置，对于实际体系尚可保证一定程度的准确性，对于新设计体系则需要进行调试；第三方面，实验得到结果的周期较长，成本较高，完全依靠实验筛选已不能满足产品更新需求。
如CN115114810A公开了一种电解液模拟分析方法，该方法包括：对电解液体系所含的成分进行结构优化，获取成分初始构象在能量最低时的总能量及分子结构信息；获取电解液体系的密度；对每个原子指派与初始构象匹配的力场形式；构建电解液体系模型并进行初始结构优化；随后进行分子动力学计算，对能量稳定后的体系中各种粒子的构象进行统计，得到粒子的径向函数值等数据；选择电中性-局部溶剂化结构分别进行DFT计算，得到相应的HOMO/LUMO能级；获取Li粒子均方位移以及电解液扩散系数；分析预测电解液性能。该模拟分析方法的优势在于具有较高的准确性，且模拟过程所需时间较短，成本较低；但由于在整个分子动力学运算过程前需要将实际的待测样品配置出来，接着去测量电解液质量和体积，通过计算获取电解液实际密度，且在整个分子动力学运算过程中，设置的电解液实际密度是不变的，因而该方法就局限在了对实际可配制电解液体系的性能的研究上，对于未实际配制的电解液体系，即基于预设成分的电解液体系的研究有限，需要每次计算前根据新设计电解液体系进行调试。
因此，亟待开发一种自动化高精度的基于预设成分的锂金属电池电解液模拟构建分析方法。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种基于预设成分的电解液模拟分析方法。所述电解液模拟分析方法包括以下步骤：对电解液体系所含的成分进行结构优化，获取所述成分的分子初始构象的总能量及能量最低时的分子结构信息；根据所述电解液体系所含的成分，推算所述电解液体系的密度初猜值；根据所述分子结构信息及密度初猜值构建电解液体系模型；对所述电解液体系模型进行分子动力学预平衡计算，得到模拟初始条件；所述分子动力学预平衡计算依次采用正则系综和等温等压系综；根据所述模拟初始条件进行分子动力学计算，得到能量稳定后的体系；所述分子动力学计算包括动力学计算和退火计算，所述动力学计算依次采用等温等压系综、正则系综和微正则系综，所述退火计算采用正则系综；根据所述分子动力学计算结果，分析预设成分的电解液的性能。本发明所述电解液模拟分析方法是一种基于预设成分的锂金属电池电解液模拟构建分析方法，在保证具有较高的准确性，可针对性地研究未配制电解液体系的性能，无需每次在动力学运算前进行电解液的配置并测算其实际密度，且无需每次对于新设计体系进行调试，进一步减少了实验得到结果的周期，降低成本，全流程通过脚本控制，自动进行，无需人工干预。
本发明的目的之二在于提供一种电解液模拟分析装置。
本发明的目的之三在于提供一种电解液模拟分析设备。
本发明的目的之四在于提供一种计算机可读存储介质。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种基于预设成分的电解液模拟分析方法，所述电解液模拟分析方法包括以下步骤：
对电解液体系所含的成分进行结构优化，获取所述成分的分子初始构象的总能量及能量最低时的分子结构信息；
根据所述电解液体系所含的成分，推算所述电解液体系的密度初猜值；
根据所述分子结构信息及密度初猜值构建电解液体系模型；
对所述电解液体系模型进行分子动力学预平衡计算，得到模拟初始条件；所述分子动力学预平衡计算依次采用正则系综（NVT）和等温等压系综（NPT）；
根据所述模拟初始条件进行分子动力学计算，得到能量稳定后的体系；所述分子动力学计算包括动力学计算和退火计算，所述动力学计算依次采用等温等压系综（NPT）、正则系综（NVT）和微正则系综（NVE），所述退火计算采用正则系综（NVT）；
根据所述分子动力学计算结果，分析预设成分的电解液的性能。
在可选的实施方式中，所述电解液体系所含成分包括锂盐和溶剂。
在可选的实施方式中，所述锂盐选自双氟磺酰亚胺锂盐（LiFSI）、双三氟甲磺酰亚胺锂（LiTFSI）、二氟磷酸锂（LiPO2F2）、四氟硼酸锂（LiBF4）、六氟磷酸锂（LiPF6）、二草酸硼酸锂（LiBOB）或二氟草酸硼酸锂（LiODFB)中的任意一种或至少两种的组合。
在可选的实施方式中，所述溶剂选自醚类溶剂。
在可选的实施方式中，所述醚类溶剂选自乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊环、1,2-二甲氧基丙烷、1,3-二甲氧基丙烷、二甘醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环或四氢呋喃中的任意一种或至少两种的组合。
在可选的实施方式中，所述电解液体系所含成分还包括任选的稀释剂和/或添加剂。
在可选的实施方式中，所述添加剂为稀释剂。
在可选的实施方式中，所述稀释剂为惰性稀释剂。
在可选的实施方式中，所述惰性稀释剂选自氟代烷基醚；具体地，所述氟代烷基醚的结构式为R1-O-R2；其中，R1和R2选自氟代烷基。
在可选的实施方式中，所述氟代烷基醚的结构式为CmHnOFp；其中，m为2~20的整数，例如可以是，p为≥5的整数。
在可选的实施方式中，所述氟代烷基醚选自1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、双(2,2,2-三氟乙基)醚、1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基醚或2,2,2-三氟乙基-1,1,2,3,3,3-六氟丙基醚中的任意一种或至少两种的组合。
在可选的实施方式中，所述分子结构信息包括构象、键长、键角或键能信息中的任意一种或至少两种的组合。
在可选的实施方式中，上述分子结构信息由密度泛函理论（DFT）计算得到；即由DFT计算对锂盐、溶剂、稀释剂的初始构象进行结构优化，分别获得锂盐、溶剂、稀释剂分子初始构象的总能量，得到能量最低时的构象、键长、键角及键能信息。
在可选的实施方式中，根据所述电解液体系所含的成分的自身密度、锂盐浓度及各成分之间的质量比，推算所述电解液体系的密度初猜值。
在可选的实施方式中，所根据所述分子结构信息及密度初猜值构建电解液体系模型的个数为3~5个，例如可以是3个、4个、5个。
在可选的实施方式中，所述电解液体系模型为立方体形状。
在可选的实施方式中，所述电解液体系模型的边界长为4~6 nm，例如可以是4 nm、4.2 nm、4.4 nm、4.6 nm、4.8 nm、5 nm、5.2 nm、5.4 nm、5.6 nm、5.8 nm、6 nm等。
作为本发明一优选实施方案，当构建电解液体系模型的个数为3个时，所述电解液体系模型的边界长分别为4 nm、5 nm、6 nm。
作为本发明另一优选实施方案，当构建电解液体系模型的个数为5个时，所述电解液体系模型的边界长分别为4 nm、4.5 nm、5 nm、5.5 nm、6 nm。
在可选的实施方式中，所述电解液体系模型的粒子总数为300~1000个，例如可以是300个、400个、500个、600个、700个、800个、900个、1000个等。
在可选的实施方式中，在所述分子动力学预平衡计算的过程中，第一轮模拟系综为正则系综，模拟温度为298~300 K，例如可以是298 K、299 K、300 K等，模拟时长为50~100ps，例如可以是50 ps、60 ps、70 ps、80 ps、90 ps、100 ps等。
在可选的实施方式中，在所述分子动力学预平衡计算的过程中，第二轮模拟系综为等温等压系综，模拟温度为298~300 K，例如可以是298 K、299 K、300 K等，模拟时长为50~100 ps，例如可以是50 ps、60 ps、70 ps、80 ps、90 ps、100 ps等。
在可选的实施方式中，采用Forcite软件或Lammps软件进行分子动力学预平衡计算。
在可选的实施方式中，所述模拟初始条件的获取方式具体为：
根据所述分子动力学预平衡计算结果，选取每轮最后15~40帧，例如可以是15帧、20帧、25帧、30帧、35帧、40帧等（优选为每轮最后20帧）结构，统计温度、密度和总能量；选取平均原子能量最低、温度方差最小、密度方差最小的条件，采用该条件即模型边长、驰豫后密度为模拟初始条件。
作为本发明一优选实施方案，
当所述电解液体系模型的体积为170 nm3以下时，选取平均原子能量最低、且温度方差最小、密度方差最小的条件；
当所述电解液体系模型的体积大于170 nm3时，则选取平均原子能量最低，且温度方差为0~6、密度方差为0~1×10-5，且计算时长最小者。
在可选的实施方式中，所述分子动力学计算包括至少六轮动力学计算和至少两轮退火计算。
在可选的实施方式中，在所述六轮动力学计算的过程中，前四轮动力学计算采用等温等压系综（NPT），第五轮动力学计算采用正则系综（NVT），第六轮计算采用微正则系综（NVE）。
在可选的实施方式中，在前四轮动力学计算的过程中，温度为298~598 K，模拟时长为0.1~0.3 ns，例如可以是0.1 ns、0.15 ns、0.2 ns、0.25 ns、0.3 ns等；在第五轮动力学计算的过程中，温度为298~300 K，模拟时长为0.1~0.3 ns，例如可以是0.1 ns、0.15 ns、0.2 ns、0.25 ns、0.3 ns等；在第六轮计算动力学计算的过程中，温度为298~300 K，模拟时长为0.1~0.3 ns，例如可以是0.1 ns、0.15 ns、0.2 ns、0.25 ns、0.3 ns等。
在可选的实施方式中，在所述两轮退火计算的过程中，退火计算采用正则系综（NVT）。
在可选的实施方式中，在退火计算的过程中，温度为480~298 K，模拟时长为0.3~0.5 ns，例如可以是0.3 ns、0.35 ns、0.4 ns、0.45 ns、0.5 ns等。
在可选的实施方式中，所述分子动力学计算的总模拟时长为2~3 ns，例如可以是2ns、2.2 ns、2.4 ns、2.6 ns、2.8 ns、3 ns等。
在可选的实施方式中，采用Forcite软件或Lammps进行上述分子动力学计算，全流程通过脚本控制，自动进行，无需人工干预。
在可选的实施方式中，根据所述模拟初始条件进行分子动力学计算，得到能量稳定后的体系后，所述电解液模拟分析方法还依次包括以下步骤：
根据所述能量稳定后的体系分析各粒子的径向函数（RDF）值、第一溶剂鞘层半径、锂离子与各粒子的配位数，得到体系溶剂化结构的宏观分布。
根据所述体系溶剂化结构的宏观分布及配位数特点选择溶剂化结构，分别进行密度泛函理论（DFT）计算，得到各结构相应的最高已占据轨道-最低未占据轨道能级（HOMO-LUMO）。
根据所述锂离子的均方位移，计算电解液的扩散系数和/或剪切黏度。
根据所述溶剂化结构、最高已占据轨道-最低未占据轨道能级、扩散系数和/或剪切黏度，分析预设成分的电解液的性能。
第二方面，本发明提供一种电解液模拟分析装置，所述电解液模拟分析装置包括：
第一获取模块，用于对电解液体系所含的成分进行结构优化，获取所述成分的分子初始构象的总能量及能量最低时的分子结构信息；
推算模块，用于根据所述电解液体系所含的成分，推算所述电解液体系的密度初猜值；
构建模块，用于根据所述分子结构信息及密度初猜值构建电解液体系模型；
第一计算模块，用于对所述电解液体系模型进行分子动力学预平衡计算，得到计算结果；所述分子动力学预平衡计算依次采用正则系综和等温等压系综；
第二计算模块，用于根据所述模拟初始条件进行分子动力学计算，得到能量稳定后的体系；所述分子动力学计算包括动力学计算和退火计算，所述动力学计算依次采用等温等压系综、正则系综和微正则系综，所述退火计算采用正则系综；
分析预测模块，分析预设成分的电解液的性能。
在可选的实施方式中，所述电解液模拟分析装置还包括第二获取模块，用于统计温度、密度和总能量，计算平均原子能量、温度方差及密度方差，以获取模拟初始条件。
在可选的实施方式中，所述电解液模拟分析装置还包括第三获取模块，用于根据所述能量稳定后的体系分析各粒子的径向函数值、第一溶剂鞘层半径、锂离子与各粒子的配位数，得到体系溶剂化结构的宏观分布。
在可选的实施方式中，所述电解液模拟分析装置还包括第四获取模块，用于根据所述体系溶剂化结构的宏观分布及配位数特点选择溶剂化结构，分别进行密度泛函理论计算，得到各结构相应的最高已占据轨道-最低未占据轨道能级。
在可选的实施方式中，所述电解液模拟分析装置还包括第五获取模块，用于根据所述锂离子的均方位移，计算电解液的扩散系数和/或剪切黏度。
第三方面，本发明提供一种电解液模拟分析设备，所述电解液模拟分析设备包括：处理器以及存储由计算机程序指令的存储器；
所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如第一方面所述的基于预设成分的电解液模拟分析方法。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行实现如第一方面所述的基于预设成分的电解液模拟分析方法。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明所述电解液模拟分析方法是一种基于预设成分的锂金属电池电解液模拟构建分析方法，在保证具有较高的准确性，可针对性地研究未配制电解液体系的性能；
（2）本发明所述电解液模拟分析方法无需每次在动力学运算前进行电解液的配置并测算其实际密度，且无需每次对于新设计体系进行调试，进一步减少了实验得到结果的周期，降低成本，全流程通过脚本控制，自动进行，无需人工干预。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
图1为实施例1提供的电解液体系的RDF分布图。
图2为实施例1提供的电解液体系的配位数分布图。
图3为实施例1提供的电解液体系中锂离子均方位移随时间变化图。
图4为实施例2提供的电解液体系的RDF分布图。
图5为实施例2提供的电解液体系的配位数分布图。
图6为实施例2提供的电解液体系中锂离子均方位移随时间变化图。
图7为实施例3提供的电解液体系的RDF分布图。
图8为实施例3提供的电解液体系的配位数分布图。
图9为实施例3提供的电解液体系中锂离子均方位移随时间变化图。
图10为实施例4提供的电解液体系的RDF分布图。
图11为实施例4提供的电解液体系的配位数分布图。
图12为实施例4提供的电解液体系中锂离子均方位移随时间变化图。
图13为实施例5提供的电解液体系的RDF分布图。
图14为实施例5提供的电解液体系的配位数分布图。
图15为实施例5提供的电解液体系中锂离子均方位移随时间变化图。
具体实施方式
需要明确的是，本申请并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本申请的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本申请的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
下面对本申请提供的电解液的分子动力学力场参数优化方法、装置、设备及介质进行具体说明。
本发明提供一种基于预设成分的电解液模拟分析方法，所述电解液模拟分析方法包括以下步骤：
S1、对电解液体系所含的成分进行结构优化，获取所述成分的分子初始构象的总能量及能量最低时的分子结构信息；
S2、根据所述电解液体系所含的成分，推算所述电解液体系的密度初猜值；
S3、根据所述分子结构信息及密度初猜值构建电解液体系模型；
S4、对所述电解液体系模型进行分子动力学预平衡计算；所述分子动力学预平衡计算依次采用正则系综（NVT）和等温等压系综（NPT）；
S5、根据所述分子动力学预平衡计算结果，统计温度、密度和总能量；至少选取平均原子能量最低、温度方差最小、密度方差最小的条件，采用该条件即模型边长、驰豫后密度为模拟初始条件；
S6、根据所述模拟初始条件进行分子动力学计算，得到能量稳定后的体系；所述分子动力学计算包括动力学计算和退火计算，所述动力学计算依次采用等温等压系综（NPT）、正则系综（NVT）和微正则系综（NVE），所述退火计算采用正则系综（NVT）；
S7、根据所述能量稳定后的体系分析各粒子的径向函数（RDF）值、第一溶剂鞘层半径、锂离子与各粒子的配位数，得到体系溶剂化结构的宏观分布；
S8、根据所述体系溶剂化结构的宏观分布及配位数特点选择溶剂化结构，分别进行密度泛函理论（DFT）计算，得到各结构相应的最高已占据轨道-最低未占据轨道能级（HOMO-LUMO）；
S9、根据所述锂离子的均方位移，计算电解液的扩散系数和/或剪切黏度；
S10、根据所述分子动力学计算结果，分析预设成分的电解液的性能。
作为参考地，本发明所述电解液体系所含成分包括锂盐和溶剂。
作为参考地，所述电解液体系所含成分还包括任选的稀释剂和/或添加剂。
即，本发明所述电解液体系至少含有锂盐和溶剂，再此基础上还可选择性地包含任选的稀释剂和/或添加剂。
作为参考地，所述锂盐选自双氟磺酰亚胺锂盐（LiFSI）、双三氟甲磺酰亚胺锂（LiTFSI）、二氟磷酸锂（LiPO2F2）、四氟硼酸锂（LiBF4）、六氟磷酸锂（LiPF6）、二草酸硼酸锂（LiBOB）或二氟草酸硼酸锂（LiODFB)中的任意一种或至少两种的组合。
作为参考地，所述溶剂选自醚类溶剂。此外，也不排除可采用其他类型的溶剂，非限制地如醇类溶剂、酯类溶剂、烃类溶剂。
作为参考地，所述醚类溶剂选自乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊环、1,2-二甲氧基丙烷、1,3-二甲氧基丙烷、二甘醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环或四氢呋喃中的任意一种或至少两种的组合。
作为参考地，所述添加剂为稀释剂，进一步地选择惰性稀释剂，如氟代烷基醚。
作为参考地，所述氟代烷基醚选自1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、双(2,2,2-三氟乙基)醚、1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基醚或2,2,2-三氟乙基-1,1,2,3,3,3-六氟丙基醚中的任意一种或至少两种的组合。
在上述的步骤S1中，所述分子结构信息包括构象、键长、键角或键能信息中的任意一种或至少两种的组合。
即，上述分子结构信息由密度泛函理论（DFT）计算得到；更为具体地，由DFT计算对锂盐、溶剂、稀释剂的初始构象进行结构优化，分别获得锂盐、溶剂、稀释剂分子初始构象的总能量，得到能量最低时的构象、键长、键角及键能信息。
在上述的步骤S2中，根据所述电解液体系所含的成分的自身密度、浓度及配比，推算所述电解液体系的密度初猜值。
在上述的步骤S3的可选的实施方式中，所根据所述分子结构信息及密度初猜值构建电解液体系模型的个数为3~5个，例如可以是3个、4个、5个。
在上述的步骤S3的可选的实施方式中，所述电解液体系模型为立方体形状。
在上述的步骤S3的可选的实施方式中，所述电解液体系模型的边界长为4~6 nm，例如可以是4 nm、4.2 nm、4.4 nm、4.6 nm、4.8 nm、5 nm、5.2 nm、5.4 nm、5.6 nm、5.8 nm、6nm等。
在上述的步骤S3的可选的实施方式中，述电解液体系模型的粒子总数为300~1000个，例如可以是300个、400个、500个、600个、700个、800个、900个、1000个等。
在上述的步骤S4的可选的实施方式中，在所述分子动力学预平衡计算的过程中，第一轮模拟系综为正则系综，模拟温度为298~300 K，例如可以是298 K、299 K、300 K等，模拟时长为50~100 ps，例如可以是50 ps、60 ps、70 ps、80 ps、90 ps、100 ps等。
在上述的步骤S4的可选的实施方式中，在所述分子动力学预平衡计算的过程中，第二轮模拟系综为等温等压系综，模拟温度为298~300 K，例如可以是298 K、299 K、300 K等，模拟时长为50~100 ps，例如可以是50 ps、60 ps、70 ps、80 ps、90 ps、100 ps等。
在上述的步骤S4的可选的实施方式中，采用Forcite软件或Lammps软件进行分子动力学预平衡计算。
在上述的步骤S5的可选的实施方式中，根据所述分子动力学预平衡计算结果，选取每轮最后15~40帧（优选为每轮最后20帧）结构，统计温度、密度和总能量；选取平均原子能量最低、温度方差最小、密度方差最小的条件，采用该条件即模型边长、驰豫后密度为模拟初始条件。
进一步，作为本发明一优选实施方案，
当所述电解液体系模型的体积为170 nm3以下时，选取平均原子能量最低、且温度方差最小、密度方差最小的条件；
当所述电解液体系模型的体积大于170 nm3时，则选取平均原子能量最低，且温度方差为0~6、密度方差为0~1×10-5的条件。
在上述的步骤S6的可选的实施方式中，所述分子动力学计算包括至少六轮动力学计算和至少两轮退火计算。
在上述的步骤S6的可选的实施方式中，在所述六轮动力学计算的过程中，前四轮动力学计算采用等温等压系综（NPT），第五轮动力学计算采用正则系综（NVT），第六轮计算采用微正则系综（NVE）。
更进一步地，在前四轮动力学计算的过程中，温度为298~598 K，模拟时长为0.1~0.3 ns，例如可以是0.1 ns、0.15 ns、0.2 ns、0.25 ns、0.3 ns等；在第五轮动力学计算的过程中，温度为298~300 K，模拟时长为0.1~0.3 ns，例如可以是0.1 ns、0.15 ns、0.2 ns、0.25 ns、0.3 ns等；在第六轮计算动力学计算的过程中，温度为298~300 K，模拟时长为0.1~0.3 ns，例如可以是0.1 ns、0.15 ns、0.2 ns、0.25 ns、0.3 ns等。
在上述的步骤S6的可选的实施方式中，在所述两轮退火计算的过程中，退火计算采用正则系综（NVT）。
更进一步地，在退火计算的过程中，温度为480~298 K，模拟时长为0.3~0.5 ns，例如可以是0.3 ns、0.35 ns、0.4 ns、0.45 ns、0.5 ns等。
在上述的步骤S6的可选的实施方式中，所述分子动力学计算的总模拟时长为2~3ns，例如可以是2 ns、2.2 ns、2.4 ns、2.6 ns、2.8 ns、3 ns等。
在上述的步骤S6的可选的实施方式中，采用Forcite软件或Lammps进行上述分子动力学计算，全流程通过脚本控制，自动进行，无需人工干预。
本发明还提供一种电解液模拟分析装置，所述电解液模拟分析装置包括：
第一获取模块，用于对电解液体系所含的成分进行结构优化，获取所述成分的分子初始构象的总能量及能量最低时的分子结构信息；
推算模块，用于根据所述电解液体系所含的成分，推算所述电解液体系的密度初猜值；
构建模块，用于根据所述分子结构信息及密度初猜值构建电解液体系模型；
第一计算模块，用于对所述电解液体系模型进行分子动力学预平衡计算，得到计算结果；所述分子动力学预平衡计算依次采用正则系综和等温等压系综；
第二获取模块，用于统计温度、密度和总能量，计算平均原子能量、温度方差及密度方差，以获取模拟初始条件；
第二计算模块，用于根据所述模拟初始条件进行分子动力学计算，得到能量稳定后的体系；所述分子动力学计算包括动力学计算和退火计算，所述动力学计算依次采用等温等压系综、正则系综和微正则系综，所述退火计算采用正则系综；
第三获取模块，用于根据所述能量稳定后的体系分析各粒子的径向函数值、第一溶剂鞘层半径、锂离子与各粒子的配位数，得到体系溶剂化结构的宏观分布；
第四获取模块，用于根据所述体系溶剂化结构的宏观分布及配位数特点选择溶剂化结构，分别进行密度泛函理论计算，得到各结构相应的最高已占据轨道-最低未占据轨道能级；
第五获取模块，用于根据所述锂离子的均方位移，计算电解液的扩散系数和/或剪切黏度；
分析预测模块，用于根据溶剂化结构、最高已占据轨道-最低未占据轨道能级、扩散系数和/或剪切黏度，以分析预设成分的电解液的性能。
上述各步骤中的具体过程和条件可参照上述模拟方法，在此不做过多赘述。
此外，本发明还提供一种电解液模拟分析设备，所述电解液模拟分析设备包括：处理器以及存储由计算机程序指令的存储器；
所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如上述基于预设成分的电解液模拟分析方法。
还需要说明的是，本申请中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本申请不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面通过实施例对本发明作进一步说明。如无特别说明，实施例中的材料为根据现有方法制备而得，或直接从市场上购得。
实施例1
本实施例提供一种预设成分的电解液模拟分析方法，所述电解液模拟分析方法包括具体包括以下步骤：
S1、由DFT计算对体系LiTFSI、LiFSI、1,2-二甲氧基丙烷分子初始构象进行结构优化，分别获得LiTFSI、LiFSI、1,2-二甲氧基丙烷的分子初始构象的总能量，得到能量最低时的构象、键长、键角及键能信息；
S2、基于溶液各成分LiTFSI、LiFSI、1,2-二甲氧基丙烷自身的密度、浓度及配比，推算密度初猜值为1.32 g/mL；
S3、基于步骤S1中由DFT计算所得力场参数（构象、键长、键角及键能信息），以及步骤S2中密度初猜值1.32 g/mL，构建分子动力学计算所需的电解液体系模型3个，模型边界长分别为4 nm、5 nm、6 nm，为立方体形状，分别包含粒子总数为323、631、1091个；
S4、基于以上模型，采用Forcite软件或Lammps软件进行分子动力学预平衡计算，共进行两轮分子动力学预平衡计算，第一轮模拟系综选择为NVT系综，第二轮模拟系综选择为NPT系综，两轮计算温度均为300 K，模拟时长为100 ps；
S5、基于所得结果，选取每轮最后20帧结构，统计温度、密度、总能量，选取平均原子能量（即总能量除以体系原子个数）最低且温度、密度方差最小者，采用该条件，即模型边长、驰豫后密度为模拟初始条件；
具体如下表1所示：
表1
S6、基于以上结果，考虑计算时长、精度及分析时的采样充分情况，选择5 nm模型进行后续计算，采用Forcite软件或Lammps进行分子动力学计算，包括六轮动力学及两轮退火计算，总模拟时长为3 ns，得到能量稳定后的体系；
其中，前四轮动力学计算采用NPT系综，模拟时间为0.2 ns，第一轮及第三轮温度为298 K，第二轮及第四轮为退火计算，采用NVT系综，模拟时间为0.4 ns，温度为低温298K、高温363 K，第五轮动力学计算采用NVT系综，模拟时间为0.2 ns，温度为298 K，第六轮动力学计算采用NVE系综，模拟时间为0.2 ns，温度为298 K；
S7、分析各粒子的径向函数(RDF)值，进一步分析得到第一溶剂鞘层半径为0.252nm，第一种阴离子与Li离子配位数为2.367，第二种阴离子与Li离子配位数为0.272，溶剂分子与Li离子配位数为1.178（如图1和图2所示）；
S8、基于所得的结果，在计算所得模型中选取多种溶剂化结构；
多种溶剂化结构具体如下所示：
溶剂化结构I：带2个第一种阴离子及1~2个溶剂分子的团簇模型；
溶剂化结构II：带2个第一种阴离子及1个第二种阴离子以及1~2个溶剂分子的团簇模型；
溶剂化结构III：带3个第一种阴离子及1~2个溶剂分子的团簇模型；
分别对上述溶剂化结构I~III进行DFT计算，注意选取时保持电中性，得到各结构的HOMO-LUMO能级，统计平均值；
具体如下表2所示：
表2
/>
S9、基于所得的Li离子均方位移（如图3所示），计算分析扩散系数；
其中，电解液体系扩散系数为2.8×10-8cm2/s；
S10、根据所述分子动力学计算结果，分析预设成分的电解液的性能；
具体地，由于该体系的溶剂化结构中第一溶剂鞘层半径较大，阴离子配位数较高，说明该体系中含有大量聚集离子团（AGG），可促使阴离子优先在负极上分解、成膜，形成以无机物为主的SEI，但同时，溶剂分子配位数也较高，可能影响成膜质量；HOMO-LUMO能级的平均值为-6.540 eV/-0.402 eV，说明该体系HOMO能级较高，耐氧化性可能较差，不能与高电压正极匹配，LUMO能级较高，耐还原性较强，能与锂金属负极匹配；锂离子扩散系数为2.8×10-8cm2/s，说明该体系锂离子传输性能较差。
实施例2
本实施例提供一种预设成分的电解液模拟分析方法，所述电解液模拟分析方法包括具体包括以下步骤：
S1、由DFT计算对体系中LiTFSI、LiFSI、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1,2-二甲氧基丙烷分子初始构象进行结构优化，分别获得LiTFSI、LiFSI、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1,2-二甲氧基丙烷分子初始构象的总能量，得到能量最低时的构象、键长、键角及键能信息；
S2、基于溶液各成分LiTFSI、LiFSI、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1,2-二甲氧基丙烷自身的密度、浓度及配比，推算密度初猜值为1.35 g/mL；
S3、基于步骤S1中由DFT计算所得力场参数（构象、键长、键角及键能信息），以及步骤S2中密度初猜值1.35 g/mL，构建分子动力学计算所需的电解液体系模型3个，模型边界长分别为4 nm、5 nm、6 nm，为立方体形状，分别包含粒子总数为266、518、897个；
S4、基于以上模型，采用Forcite软件或Lammps软件进行分子动力学预平衡计算，共进行两轮分子动力学预平衡计算，第一轮模拟系综选择为NVT系综，第二轮模拟系综选择为NPT系综，两轮计算温度均为300 K，模拟时长为100 ps；
S5、基于所得结果，选取每轮最后20帧结构，统计温度、密度、总能量，选取平均原子能量（即总能量除以体系原子个数）最低且温度、密度方差最小者，采用该条件，即模型边长、驰豫后密度为模拟初始条件；
具体如下表3所示：
表3
S6、基于以上结果，考虑计算时长、精度及分析时的采样充分情况，选择5 nm模型进行后续计算，采用Forcite软件或Lammps进行分子动力学计算，包括六轮动力学及两轮退火计算，总模拟时长为3 ns，得到能量稳定后的体系；
其中，前四轮动力学计算采用NPT系综，模拟时间为0.2 ns，退火计算采用NVT系综，模拟时间为0.4 ns，第五轮动力学计算采用NVT系综，模拟时间为0.2 ns，第六轮动力学计算采用NVE系综，模拟时间为0.2 ns；
S7、分析各粒子的径向函数(RDF)值，进一步分析得到第一溶剂鞘层半径为0.252nm，第一种阴离子与Li离子配位数为2.441，第二种阴离子与Li离子配位数为0.220，溶剂分子与Li离子配位数为1.225，稀释剂分子配位数几乎为0（如图4和图5所示）；
S8、基于所得的结果，在计算所得模型中选取多种溶剂化结构；
多种溶剂化结构具体如下所示：
溶剂化结构I：带2个第一种阴离子及1个溶剂分子的团簇模型；
溶剂化结构II：带1个第一种阴离子及2个溶剂分子的团簇模型；
溶剂化结构III：带3个第一种阴离子及1~2个溶剂分子的团簇模型等多种溶剂化结构；
分别对上述溶剂化结构I~III进行DFT计算，注意选取时保持电中性，得到各结构的HOMO-LUMO能级，统计平均值；
具体如下表4所示：
表4
S9、基于所得的Li离子均方位移（如图6所示），计算分析扩散系数；
其中，电解液体系锂离子扩散系数为1.216×10-6cm2/s；
S10、根据所述分子动力学计算结果，分析预设成分的电解液的性能；
具体地，由于该体系的溶剂化结构中阴离子配位数较高，溶剂鞘层半径较大（与实施例1相同），说明该体系中仍以AGG为主，但溶剂分子配位数较实施例1有所增多，可能影响溶剂成膜质量；HOMO-LUMO能级的平均值为-6.268 eV/-0.54 eV，说明与实施例1相比，该体系HOMO能级较高，耐氧化性能较差，LUMO能级较低，耐还原性能弱于实施例1；锂离子扩散系数为1.216×10-6cm2/s，说明该体系锂离子传输性能较好。
实施例3
本实施例提供一种预设成分的电解液模拟分析方法，所述电解液模拟分析方法包括具体包括以下步骤：
S1、由DFT计算对体系中LiFSI、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1,2-二甲氧基丙烷分子初始构象进行结构优化，分别获得锂盐、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1,2-二甲氧基丙烷分子初始构象的总能量，得到能量最低时的构象、键长、键角及键能信息；
S2、基于溶液各成分锂盐、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1,2-二甲氧基丙烷自身的密度、浓度及配比，推算密度初猜值为1.28 g/mL；
S3、基于步骤S1中由DFT计算所得力场参数（构象、键长、键角及键能信息），以及步骤S2中密度初猜值1.35 g/mL，构建分子动力学计算所需的电解液体系模型3个，模型边界长分别为4 nm、5 nm、6 nm，为立方体形状，分别包含粒子总数为262、511、882个；
S4、基于以上模型，采用Forcite软件或Lammps软件进行分子动力学预平衡计算，共进行两轮分子动力学预平衡计算，第一轮模拟系综选择为NVT系综，第二轮模拟系综选择为NPT系综，两轮计算温度均为300 K，模拟时长为100 ps；
S5、基于所得结果，选取每轮最后20帧结构，统计温度、密度、总能量，选取平均原子能量（即总能量除以体系原子个数）最低且温度、密度方差最小者，采用该条件，即模型边长、驰豫后密度为模拟初始条件；
具体如下表5所示：
表5
S6、基于以上结果，考虑计算时长、精度及分析时的采样充分情况，选择5 nm模型进行后续计算，采用Forcite软件或Lammps进行分子动力学计算，包括六轮动力学及两轮退火计算，总模拟时长为3 ns，得到能量稳定后的体系；
其中，前四轮动力学计算采用NPT系综，模拟时间为0.2 ns，退火计算采用NVT系综，模拟时间为0.4 ns，第五轮动力学计算采用NVT系综，模拟时间为0.2 ns，第六轮动力学计算采用NVE系综，模拟时间为0.2 ns；
S7、分析各粒子的径向函数(RDF)值，进一步分析得到第一溶剂鞘层半径为0.252nm，阴离子与Li离子配位数为2.37，溶剂分子与Li离子配位数为0.646，稀释剂分子配位数几乎为0（如图7和图8所示）；
S8、基于所得的结果，在计算所得模型中选取多种溶剂化结构；
多种溶剂化结构具体如下所示：
溶剂化结构I：带2个阴离子及1个溶剂分子的团簇模型；
溶剂化结构II：带1个阴离子及2个溶剂分子的团簇模型；
溶剂化结构III：带4个阴离子、4个Li+及5个溶剂分子的团簇模型；
分别对上述溶剂化结构I~III进行DFT计算，注意选取时保持电中性，得到各结构的HOMO-LUMO能级，统计平均值；
具体如下表6所示：
表6
S9、基于所得的Li离子均方位移（如图9所示），计算分析扩散系数；
其中，电解液体系扩散系数为4.280×10-7cm2/s；
S10、根据所述分子动力学计算结果，分析预设成分的电解液的性能；
具体地，由于该体系的溶剂化结构中阴离子配位数较高，溶剂鞘层半径较大（与实施例1相同），说明该体系中仍以AGG为主，阴离子配位数有所减少，但同时溶剂分子配位数减少得更多，反而可能提高溶剂成膜质量；HOMO-LUMO能级的平均值为-6.398 eV/-0.658eV，说明该体系与实施例1相比，HOMO能级较高，LUMO能级较低，电化学窗口变窄，耐氧化还原性能不及实施例1；锂离子扩散系数为4.280×10-7cm2/s，说明该体系锂离子传输性能一般，优于实施例1但劣于实施例2。
实施例4
本实施例提供一种预设成分的电解液模拟分析方法，所述电解液模拟分析方法包括具体包括以下步骤：
S1、由DFT计算对体系LiTFSI、LiFSI、1,2-二甲氧基丙烷分子初始构象进行结构优化，分别获得LiTFSI、LiFSI、1,2-二甲氧基丙烷的分子初始构象的总能量，得到能量最低时的构象、键长、键角及键能信息；
S2、基于溶液各成分LiTFSI、LiFSI、1,2-二甲氧基丙烷自身的密度、浓度及配比，推算密度初猜值为1.32 g/mL；
S3、基于步骤S1中由DFT计算所得力场参数（构象、键长、键角及键能信息），以及步骤S2中密度初猜值1.32 g/mL，构建分子动力学计算所需的电解液体系模型3个，模型边界长分别为4 nm、4.5 nm、5 nm、5.5 nm、6 nm，为立方体形状，分别包含粒子总数为323、460、631、841、1091个；
S4、基于以上模型，采用Forcite软件或Lammps软件进行分子动力学预平衡计算，共进行两轮分子动力学预平衡计算，第一轮模拟系综选择为NVT系综，第二轮模拟系综选择为NPT系综，两轮计算温度均为300 K，模拟时长为100 ps；
S5、基于所得结果，选取每轮最后20帧结构，统计温度、密度、总能量，选取平均原子能量（即总能量除以体系原子个数）最低，而密度、温度方差值非最低值，具体地，选择密度方差值为1.11154××10-5，温度方差值为3.494379，采用该条件，即模型边长、驰豫后密度为模拟初始条件；
具体如下表7所示：
表7
S6、基于以上结果，考虑计算时长、精度及分析时的采样充分情况，选择6 nm模型进行后续计算，采用Forcite软件或Lammps进行分子动力学计算，包括六轮动力学及两轮退火计算，总模拟时长为3 ns，得到能量稳定后的体系；
其中，前四轮动力学计算采用NPT系综，模拟时间为0.2 ns，退火计算采用NVT系综，模拟时间为0.4 ns，第五轮动力学计算采用NVT系综，模拟时间为0.2 ns，第六轮动力学计算采用NVE系综，模拟时间为0.2 ns；
S7、分析各粒子的径向函数(RDF)值，进一步分析得到第一溶剂鞘层半径为0.254nm，第一种阴离子与Li离子配位数为2.415，第二种阴离子与Li离子配位数为0.303，溶剂分子与Li离子配位数为1.210（如图10和图11所示）；
S8、基于所得的结果，在计算所得模型中选取多种溶剂化结构；
多种溶剂化结构具体如下所示：
溶剂化结构I：带1个第一种阴离子及1~2个溶剂分子的团簇模型；
溶剂化结构II：带2个第一种阴离子及1个第二种阴离子以及5~6个溶剂分子的团簇模型；
溶剂化结构III：带3个第一种阴离子或第二种阴离子及5~7个溶剂分子的团簇模型；
分别对上述溶剂化结构I~III进行DFT计算，注意选取时保持电中性，得到各结构的HOMO-LUMO能级，统计平均值；
具体如下表8所示：
表8
S9、基于所得的Li离子均方位移（如图12所示），计算分析扩散系数；
其中，电解液体系扩散系数为1.2979××10-8cm2/s；
S10、根据所述分子动力学计算结果，分析预设成分的电解液的性能；
具体地，由于该体系的溶剂化结构为阴离子占主导的结构且阴离子配位数较高，说明该体系为以聚集离子团簇为主，溶剂分子配位数较少，容易生成以无机物为主的SEI；HOMO-LUMO能级的平均值为-6.561/-0.778eV，说明该体系与实施例1相比可能更耐氧化，但不耐还原；扩散系数为1.2979×10-8cm2/s，说明该体系黏度较高，传输性能较差。
实施例5
本实施例提供一种预设成分的电解液模拟分析方法，所述电解液模拟分析方法包括具体包括以下步骤：
S1、由DFT计算对体系LiTFSI、LiFSI、1,2-二甲氧基丙烷、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚分子初始构象进行结构优化，分别获得LiTFSI、LiFSI、1,2-二甲氧基丙烷、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚的分子初始构象的总能量，得到能量最低时的构象、键长、键角及键能信息；
S2、基于溶液各成分LiTFSI、LiFSI、1,2-二甲氧基丙烷、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚自身的密度、浓度及配比，推算密度初猜值为1.35 g/mL；
S3、基于步骤S1中由DFT计算所得力场参数（构象、键长、键角及键能信息），以及步骤S2中密度初猜值1.35 g/mL，构建分子动力学计算所需的电解液体系模型3个，模型边界长分别为4 nm、4.5 nm、5 nm、5.5 nm、6 nm，为立方体形状，分别包含粒子总数为266、378、518、690、897个；
S4、基于以上模型，采用Forcite软件或Lammps软件进行分子动力学预平衡计算，共进行两轮分子动力学预平衡计算，第一轮模拟系综选择为NVT系综，第二轮模拟系综选择为NPT系综，两轮计算温度均为300 K，模拟时长为100 ps；
S5、基于所得结果，选取每轮最后20帧结构，统计温度、密度、总能量，选取平均原子能量（即总能量除以体系原子个数）最低，而密度、温度方差值非最低值，具体地，选择密度方差值为7.84938×10-5，温度方差值为4.242，采用该条件，即模型边长、驰豫后密度为模拟初始条件；
具体如下表9所示：
表9
S6、基于以上结果，考虑计算时长、精度及分析时的采样充分情况，选择5.5 nm模型进行后续计算，采用Forcite软件或Lammps进行分子动力学计算，包括六轮动力学及两轮退火计算，总模拟时长为3 ns，得到能量稳定后的体系；
其中，前四轮动力学计算采用NPT系综，模拟时间为0.2 ns，退火计算采用NVT系综，模拟时间为0.4 ns，第五轮动力学计算采用NVT系综，模拟时间为0.2 ns，第六轮动力学计算采用NVE系综，模拟时间为0.2 ns；
S7、分析各粒子的径向函数(RDF)值，进一步分析得到第一溶剂鞘层半径为0.253nm，第一种阴离子与Li离子配位数为2.326，第二种阴离子与Li离子配位数为0.276，溶剂分子与Li离子配位数为1.209（如图13和图14所示）；
S8、基于所得的结果，在计算所得模型中选取多种溶剂化结构；
多种溶剂化结构具体如下所示：
溶剂化结构I：带2个第一种阴离子及1~2个溶剂分子的团簇模型；
溶剂化结构II：带2个第一种阴离子及1个第二种阴离子以及3~5个溶剂分子的团簇模型；
溶剂化结构III：带3个第一种阴离子或第二种阴离子及4~6个溶剂分子的团簇模型；
分别对上述溶剂化结构I~III进行DFT计算，注意选取时保持电中性，得到各结构的HOMO-LUMO能级，统计平均值；
具体如下表10所示：
表10
S9、基于所得的Li离子均方位移（如图15所示），计算分析扩散系数；
其中，电解液体系扩散系数为7.9×10-8cm2/s；
S10、根据所述分子动力学计算结果，分析预设成分的电解液的性能；
具体地，由于该体系的溶剂化结构为阴离子占主导的结构且阴离子配位数较高，说明该体系以聚集离子团簇为主，溶剂分子配位数较少，容易生成以无机物为主的SEI；HOMO-LUMO能级的平均值为-6.468/-0.817 eV，说明该体系与实施例1相比HOMO能级较高，耐氧化性可能较差，LUMO能级也较低，耐还原性较差，电化学窗口变窄，氧化还原性能整体较差；扩散系数为7.9×10-8cm2/s，说明该体系传输性能优于实施例4，但劣于实施例2。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基于预设成分的电解液模拟分析方法，其特征在于，所述电解液模拟分析方法包括以下步骤：
对电解液体系所含的成分进行结构优化，获取所述成分的分子初始构象的总能量及能量最低时的分子结构信息；
根据所述电解液体系所含的成分，推算所述电解液体系的密度初猜值；
根据所述分子结构信息及密度初猜值构建电解液体系模型；
对所述电解液体系模型进行分子动力学预平衡计算，得到模拟初始条件；所述分子动力学预平衡计算依次采用正则系综和等温等压系综；
根据所述模拟初始条件进行分子动力学计算，得到能量稳定后的体系；所述分子动力学计算包括动力学计算和退火计算，所述动力学计算依次采用等温等压系综、正则系综和微正则系综，所述退火计算采用正则系综；
根据分子动力学计算结果，分析预设成分的电解液的性能。
2.根据权利要求1所述的基于预设成分的电解液模拟分析方法，其特征在于，所述分子结构信息包括构象、键长、键角或键能信息中的任意一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求1所述的基于预设成分的电解液模拟分析方法，其特征在于，根据所述分子结构信息及密度初猜值构建电解液体系模型的个数为3~5个；
和/或，所述电解液体系模型为立方体形状；
和/或，所述电解液体系模型的边界长为4~6 nm；
和/或，所述电解液体系模型的粒子总数为300~1000个。
4. 根据权利要求1所述的基于预设成分的电解液模拟分析方法，其特征在于，在所述分子动力学预平衡计算的过程中，第一轮模拟系综为正则系综，模拟温度为298~300 K，模拟时长为50~100 ps；
和/或，在所述分子动力学预平衡计算的过程中，第二轮模拟系综为等温等压系综，模拟温度为298~300 K，模拟时长为50~100 ps；
和/或，所述模拟初始条件的获取方式具体为：
根据所述分子动力学预平衡计算结果，选取每轮最后15~40帧结构，统计温度、密度和总能量；选取平均原子能量最低、温度方差最小、密度方差最小的条件，采用该条件即模型边长、驰豫后密度为模拟初始条件。
5.根据权利要求1所述的基于预设成分的电解液模拟分析方法，其特征在于，所述分子动力学计算包括至少六轮动力学计算和至少两轮退火计算；
和/或，在六轮动力学计算的过程中，前四轮动力学计算采用等温等压系综，第五轮动力学计算采用正则系综，第六轮计算采用NVE系综；
和/或，在前四轮动力学计算的过程中，温度为298~598 K，模拟时长为0.1~0.3 ns；在第五轮动力学计算的过程中，温度为298~300 K，模拟时长为0.1~0.3 ns；在第六轮动力学计算的过程中，温度为298~300 K，模拟时长为0.1~0.3 ns；
和/或，在两轮退火计算的过程中，退火计算采用正则系综；
和/或，在退火计算的过程中，温度为480~298 K，模拟时长为0.3~0.5 ns；
和/或，所述分子动力学计算的总模拟时长为2~3 ns。
6.根据权利要求1所述的基于预设成分的电解液模拟分析方法，其特征在于，根据所述模拟初始条件进行分子动力学计算，得到能量稳定后的体系后，所述电解液模拟分析方法还依次包括以下步骤：
根据所述能量稳定后的体系分析各粒子的径向函数值、第一溶剂鞘层半径、锂离子与各粒子的配位数，得到体系溶剂化结构的宏观分布；
根据所述体系溶剂化结构的宏观分布及配位数特点选择溶剂化结构，分别进行密度泛函理论计算，得到各结构相应的最高已占据轨道-最低未占据轨道能级；
根据所述锂离子的均方位移，计算电解液的扩散系数和/或剪切黏度；
根据所述溶剂化结构、最高已占据轨道-最低未占据轨道能级、扩散系数和/或剪切黏度，分析预设成分的电解液的性能。
7.一种电解液模拟分析装置，其特征在于，所述电解液模拟分析装置包括：
第一获取模块，用于对电解液体系所含的成分进行结构优化，获取所述成分的分子初始构象的总能量及能量最低时的分子结构信息；
推算模块，用于根据所述电解液体系所含的成分，推算所述电解液体系的密度初猜值；
构建模块，用于根据所述分子结构信息及密度初猜值构建电解液体系模型；
第一计算模块，用于对所述电解液体系模型进行分子动力学预平衡计算，得到计算结果；所述分子动力学预平衡计算依次采用正则系综和等温等压系综；
第二计算模块，用于根据模拟初始条件进行分子动力学计算，得到能量稳定后的体系；所述分子动力学计算包括动力学计算和退火计算，所述动力学计算依次采用等温等压系综、正则系综和微正则系综，所述退火计算采用正则系综；
分析预测模块，分析预设成分的电解液的性能。
8.根据权利要求7所述的电解液模拟分析装置，其特征在于，所述电解液模拟分析装置还包括第二获取模块，用于统计温度、密度和总能量，计算平均原子能量、温度方差及密度方差，以获取模拟初始条件；
和/或，所述电解液模拟分析装置还包括第三获取模块，用于根据所述能量稳定后的体系分析各粒子的径向函数值、第一溶剂鞘层半径、锂离子与各粒子的配位数，得到体系溶剂化结构的宏观分布；
和/或，所述电解液模拟分析装置还包括第四获取模块，用于根据所述体系溶剂化结构的宏观分布及配位数特点选择溶剂化结构，分别进行密度泛函理论计算，得到各结构相应的最高已占据轨道-最低未占据轨道能级；
和/或，所述电解液模拟分析装置还包括第五获取模块，用于根据所述锂离子的均方位移，计算电解液的扩散系数和/或剪切黏度。
9.一种电解液模拟分析设备，其特征在于，所述电解液模拟分析设备包括：处理器以及存储由计算机程序指令的存储器；
所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如权利要求1~6中任一项所述的基于预设成分的电解液模拟分析方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行实现如权利要求1~6中任一项所述的基于预设成分的电解液模拟分析方法。
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