疊片式鋰離子電池設(shè)計(jì)總結(jié)（容量、結(jié)構(gòu)、極片、隔膜、電解液量等設(shè)計(jì)）

1、 PAGE7 / NUMPAGES7作者：一氣貫長空疊片式鋰離子電池設(shè)計(jì)總結(jié)（容量、結(jié)構(gòu)、極片、隔膜、電解液量等設(shè)計(jì)） 1、設(shè)計(jì)容量為保證電池設(shè)計(jì)的可靠性和使用壽命，根據(jù)客戶要求的最小容量來確定設(shè)計(jì)容量。設(shè)計(jì)容量（mAh）= 要求的最小容量設(shè)計(jì)系數(shù) (1)（1）電池設(shè)計(jì)系數(shù)一般取值1.080.01，難度大時(shí)可取1.06；（2）增容型電池設(shè)計(jì)系數(shù)取值要1.04。2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1膜腔長度設(shè)計(jì)膜腔的長度與電芯的長度有以下關(guān)系：膜腔長度=電芯長度-A（2）A 系數(shù)，取值由電芯厚度T決定，當(dāng)（1）T3mm時(shí)，對于常規(guī)電芯A一般取值4.5mm，大電芯一般取值4.8mm；（2）3mmT4mm時(shí)，對于常規(guī)電

2、芯A一般取值4.8mm，大電芯一般取值5.0mm；（3）4mmT5mm時(shí)，對于常規(guī)電芯A一般取值5.0mm，大電芯一般取值5.26.0mm；（4）5mmT6mm時(shí)，對于常規(guī)電芯A一般取值5.2mm, 大電芯一般取值5.46.0mm。2.2膜腔寬度設(shè)計(jì)膜腔的寬度與電芯的寬度有以下關(guān)系：膜腔寬度 = 電芯寬度-B（3）B系數(shù)，一般取值1.01.2mm（適用于雙折邊）.2.3槽深設(shè)計(jì)根據(jù)電芯的理論疊片厚度T確定鋁塑包裝膜的槽深H，沖槽深度原則上等于疊片后電芯的厚度。T= T正T負(fù)+T隔膜= h正N正2h單h負(fù)N負(fù)h隔膜（N負(fù)1）2 （4）H = T0.1 （5）注：上式中由面密度確定的軋片后厚度要根

3、據(jù)對應(yīng)材料壓實(shí)密度的下限確定，即疊片厚度要用軋片厚度的上限來計(jì)算。其中：T正 正極片的總厚度；T負(fù) 負(fù)極片的總厚度；T隔膜 疊成電芯后隔膜的總厚度，隔膜的厚度一般為0.020/0.016mm；h正 正極片（雙面）軋片后的厚度；h單 正極單面極片軋片后的厚度；h負(fù) 負(fù)極片（雙面）軋片后的厚度；N負(fù) 負(fù)極片的數(shù)量；h隔膜 隔膜的厚度.3極片尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)所要設(shè)計(jì)電池的尺寸，確定單個(gè)極片的長度、寬度。極片長度Lp ：Lp = 膜腔長度C （6）極片寬度Wp ：Wp = 電芯寬度D （7）包尾極片的長度Lp：Lp= 2LpT1.0 （8）包尾極片的寬度Wp：Wp= Wp0.5 （9）其中：C 間隙系數(shù)，

4、一般取值范圍為3.64.0mm；D 取值范圍一般為2.52.6mm（適用于雙折邊）；T 電芯的理論疊片厚度。圖1.雙面極片、單面正極包尾極片示意圖4. 極片數(shù)、面密度的確定：確定極片的數(shù)量N，并根據(jù)電池的設(shè)計(jì)容量來確定電極的面密度，電池的設(shè)計(jì)容量一般由正極容量決定，負(fù)極容量過剩。在進(jìn)行理論計(jì)算時(shí)，一般正極活性物質(zhì)的質(zhì)量比容量取140mAh/g，負(fù)極活性物質(zhì)的質(zhì)量比容量取300mAh/g。N =（T-0.2）/0.351（10）注：計(jì)算時(shí)N取整，并根據(jù)公式（12）計(jì)算的面密度值來調(diào)整N，常規(guī)電池的正極雙面面密度要420g/m2，負(fù)極雙面面密度200g/m2。S極片= LpWp （11）C設(shè)= C

5、正比S極片N正正（12）C負(fù)= C設(shè) （13）= C負(fù)比S極片N負(fù)負(fù)（14）其中：S極片 單個(gè)極片的面積；C正比 正極活性物質(zhì)的質(zhì)量比容量，一般取值140mAh/g；正 正極活性物質(zhì)的百分含量；正 正極極片的雙面面密度（g/m2）；C負(fù) 負(fù)極的設(shè)計(jì)容量； 負(fù)極容量過剩系數(shù)，一般常規(guī)電池取值1.040.02；DVD電池以及容量大于2000mAh的一般取值1.070.01；C負(fù)比 負(fù)極活性物質(zhì)的質(zhì)量比容量，一般取值300mAh/g；負(fù) 負(fù)極活性物質(zhì)的百分含量；負(fù) 負(fù)極極片的雙面面密度（g/m2）；5. 極片厚度的確定：為保證極片中活性物質(zhì)的性能發(fā)揮，涂布后的極片要進(jìn)行適當(dāng)軋片，根據(jù)材料的壓實(shí)密度來

6、確定不同面密度的極片的軋片厚度。表1.正負(fù)極材料的壓實(shí)密度材料壓實(shí)密度/g/m3正極材料3.700.20負(fù)極材料BF1.550.10負(fù)極材料MCMB1.700.106. 隔膜尺寸的確定現(xiàn)在使用的隔膜的規(guī)格一般為厚度0.020mm、0.022mm的，隔膜的長度Ls、寬度Lt由以下公式確定：Ls = (Wp+0.5)(2N2) （15）Lt = Lp 16）其中： 隔膜寬超出極片的長度，一般取3.0mm.7. 電解液量的確定根據(jù)電池的設(shè)計(jì)容量確定電解液的加入量MM = C設(shè) （18）其中： 一般為270mAh/g.8. 極耳的選擇根據(jù)電池的寬度和容量來確定極耳的尺寸，可參照下表進(jìn)行選擇。表4 電池尺寸、容量與極耳尺寸的關(guān)系電池寬/mm容量/mAh極耳寬/mm202.02012003.0/4.012005.09疊片類厚度設(shè)計(jì)計(jì)算公式根據(jù)公式判定電芯厚度是否滿足客戶要求，可參照以下公式進(jìn)行：成品電芯厚度T 正極壓片厚度（疊片對數(shù)-1）