邦凱鋁殼鋰離子電池設(shè)計(jì)

1、邦凱鋁殼鋰離子電池設(shè)計(jì)鋁殼鋰離子電池設(shè)計(jì)一、鋰離子電池設(shè)計(jì)的基本原則1、容量過量由于各種原因，可能導(dǎo)致電池實(shí)際容量達(dá)不到標(biāo)稱容量的要求，因此電池設(shè)計(jì) 時(shí)，設(shè)計(jì)容量必須高出電池標(biāo)稱容量 3%5%甚（ 至 7%）a 電池制程原因引起的敷料損耗b 電池前幾次充放電引起的容量衰減c 電池儲存引起的容量衰減d 電池檢測設(shè)備引起的誤差e 其他原因2、負(fù)極過量鋰離子電池的基本原理為鋰離子電池在正負(fù)極材料間的可逆嵌入和脫嵌，且材 料克容量隨著電池循環(huán)次數(shù)的增加而降低。若負(fù)極容量低于正極容量，當(dāng)電池充電 時(shí)，從正極過來的鋰離子不能全部嵌入到負(fù)極材料中，便會(huì)在負(fù)極表面堆積形成不 可逆容量，造成電池容量的急劇下降，

2、且容易形成鋰枝晶引起電池安全隱患，因此 電池設(shè)計(jì)時(shí)，單位面積上的負(fù)極容量需高出正極容量 3%5%。3、負(fù)極包住正極同原則二，電池設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有正極敷料的地方對應(yīng)有負(fù)極敷料。a 負(fù)極片較正極片寬b 正極片 C 刮粉位c 正極片 D 刮粉位正、負(fù)極隔離 4電池內(nèi)部正、負(fù)極若直接接觸，則在電池內(nèi)部形成了一個(gè)無負(fù)載的回路，電池形成短路狀態(tài)，若為微短路則引起自放電等現(xiàn)象，若短路情況嚴(yán)重，則引起爆炸等 安全問題，因此電池設(shè)計(jì)時(shí)須保證正、負(fù)極的完全隔離。a 隔離膜比負(fù)極片寬，卷繞時(shí)有重疊b 容易引起短路或隔離膜損壞的地方用膠紙等進(jìn)行保護(hù)二、鋁殼鋰離子電池設(shè)計(jì)的內(nèi)容鋁殼鋰離子電池設(shè)計(jì)包括 :1 、五金件設(shè)計(jì)

3、 ;2 、電芯設(shè)計(jì)五金件設(shè)計(jì)包括 :1 、鋁殼尺寸設(shè)計(jì) ;2 、蓋帽尺寸設(shè)計(jì) ;電芯設(shè)計(jì)包括 :1 、卷針尺寸設(shè)計(jì) ;2 、極片尺寸設(shè)計(jì) ;3 、隔膜尺寸設(shè)計(jì) ;4、正負(fù)極敷料設(shè)計(jì) ;5 、刮粉位、留粉位尺寸確定 ;6、極耳尺寸設(shè)計(jì) ;7 、注液量設(shè)計(jì) ;8、其他輔助設(shè)計(jì) : 膠紙尺寸等。三、五金件設(shè)計(jì)1、電池尺寸參數(shù)厚度H、寬度W高度L 0002 、鋁殼尺寸設(shè)計(jì)1.1鋁殼尺寸參數(shù)：外厚H、外寬W外高L、正壁厚、側(cè)壁厚、底厚外外外內(nèi)厚H、內(nèi)高W內(nèi)高L內(nèi)內(nèi)內(nèi)1.2 鋁殼尺寸參數(shù)設(shè)計(jì) ：H= H-(0.20.4)mm;W=W-(0.20.3)mm;L=L-(1.01.5)mm; 外外外 000正壁

4、厚=(0.200.40)mm;側(cè)壁厚=(0.300.40)mm;底厚=(0.500.60)mm。H= H-2*正壁厚;W= W-2*壁厚;L= L-底厚 內(nèi)外內(nèi)外內(nèi)外1.3 蓋帽尺寸參數(shù) ： 長度、寬度、厚度、鉚釘位置、鉚釘尺寸、邊緣、連接片 寬度、連接片長度、密封圈尺寸等。1.4 蓋帽尺寸參數(shù)設(shè)計(jì) （ 主要由結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)鋁殼尺寸完成 ） 四、 電芯參數(shù) 設(shè)計(jì)1、卷針設(shè)計(jì)1.1 方卷針厚度 =（1.52.0）mm;1.2方卷針寬度？殼內(nèi)寬-殼內(nèi)厚-卷針厚度-C（經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，C0）;1.3 殼內(nèi)厚 -0.2（ 余量）?卷芯厚度1.4 圓卷針與方卷針換算 :方卷針寬度=（圓卷針直徑* n -2*方

5、卷針厚度）/2+C（經(jīng)驗(yàn)系數(shù)）2、隔膜紙尺寸設(shè)計(jì) :2.1隔膜紙寬度=殼內(nèi)高-（22.5）mm =電池高度-（3.54）mm2.2隔膜紙長度=2*負(fù)極片長度+（1625）mm使用圓卷針時(shí)此值要大于使用方卷針）2.3 隔膜厚度 （根據(jù)實(shí)際情況要求決定 ）3、極片尺寸設(shè)計(jì)3.1負(fù)極片寬度=隔膜紙寬度-2mm電池高度-5mm）正極片寬度=負(fù)極片寬度-（12）mm（電池高度-6mm）=正極片折數(shù) *正極片平均折長 （試卷，可建公式近似計(jì)算 ） 3.2 正極片長度 負(fù)極片長度 =負(fù)極片折數(shù) *負(fù)極片平均折長 （試卷，可建公式近似計(jì)算 ）3.3 正極片折數(shù) ?殼內(nèi)厚/（0.330.35）負(fù)極片折數(shù) =正極

6、片折數(shù) -13.4 正極片厚度 =鋁箔厚度 +附料厚度 =鋁箔厚度 +（面密度/壓實(shí)密度 ） 負(fù)極片厚度 =銅箔厚度 +附料厚度 =銅箔厚度 +（面密度/壓實(shí)密度 ）4、 面密度設(shè)計(jì)2正極面密度=(正極附料量-(0.050.1)g)/正極片長度-1/2*( 刮粉位之和 )?(4146)mg/cm負(fù)極面密度 =正極面密度 *正極克容量 *正極活性物含量 *(1.251.45)/( 負(fù)極克 容量 * 負(fù)極2 活性物含量 )?(1821)mg/cm5、附料量設(shè)計(jì)正極附料量 =標(biāo)稱容量*(1 .0351 .065)/ 正極克容量/正極活性物含量6、極耳尺寸設(shè)計(jì)極耳寬度 =(35)mm;正極耳長度？負(fù)極

7、片寬度+電池厚度-C1(經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，可建公式近似計(jì)算) 負(fù)極耳長度？負(fù)極片寬度+電池厚度-C2(經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，可建公式近似計(jì)算)7、刮粉位、留粉位尺寸確定正極:A=正極耳寬度+(00.5);B?方卷針寬度-A-1/2*CC=2*F(負(fù)極)+(610)mm。負(fù)極:E=負(fù)極耳寬度；F=E+2mm8、注液量設(shè)計(jì)注液量=電池設(shè)計(jì)容量 /(310320)五、 電芯設(shè)計(jì)需要注意的幾個(gè)問題1 、電芯厚度1.1 套殼時(shí)電芯厚度套殼時(shí)電芯厚度 =(正極厚度+負(fù)極厚度+隔膜厚度)*空隙率系數(shù) +0.1mm正極厚度=(正極片輥壓厚度 +烘烤反彈厚度 )*( 正極片折數(shù)-1)+鋁箔厚度負(fù)極厚度 =（負(fù)極片輥壓厚度 +烘烤反

8、彈厚度 ）* 負(fù)極片折數(shù)隔膜厚度 =隔膜規(guī)格厚度 *負(fù)極片折數(shù) *21.2 正面套殼空間正面套殼空間 =鋁殼內(nèi)厚 - 套殼時(shí)電芯厚度 ?01.3 側(cè)面套殼空間側(cè)面套殼空間 =殼內(nèi)寬 - 卷針寬度 - 卷針厚度 - 套殼時(shí)電芯厚度 =（01）mm 、電池厚度 22.1 設(shè)計(jì)電池厚度= （ 正極厚度+負(fù)極厚度+隔膜厚度）*空隙率系數(shù)+2*殼正壁厚 正極厚度=（正極片輥壓厚度 +分容后反彈厚度 ）*（ 正極片折數(shù)-1）+ 鋁箔厚度 負(fù)極厚度 =（負(fù)極片面密度 /分容后壓實(shí)密度 ）* 負(fù)極片折數(shù)隔膜厚度 =隔膜規(guī)格厚度 *負(fù)極片折數(shù) *22.2 電池厚度空間電池厚度空間 =電池厚度規(guī)格上限 -設(shè)計(jì)電池厚度 =（0.20.5）mm 3 、電池孔隙率3.1 電池孔隙率=（鋁殼內(nèi)部空間 -正極所占空間 -負(fù)極所占空間 -銅鋁箔所占空間- 隔膜紙所占空間 ）/ 鋁殼內(nèi)部空間鋁殼內(nèi)部空間 =殼內(nèi)高 *殼內(nèi)寬 *殼內(nèi)厚正極所