能量密度與鋰離子電池尺寸的關(guān)系

以下是實(shí)際鋰離子電池模型來(lái)解釋電池能量密度與尺寸的關(guān)系:鋰離子電池模型:523450A1000mAh鋰鉆材料電池厚度5.2mm，電池寬度34mm，電池高度50mm。

鋰離子電池

第一步:列出相關(guān)的固定參數(shù)

鋰離子電池陰極克容量:142mAh/g;

陰極克容量:330mAh/g;

正壓實(shí)密度:3.8g/cm3;

負(fù)壓實(shí)密度:1.55g/cm3;

正極鉆削硫酸鋰的比例:94%負(fù)極石墨粉的比例

膜片厚度:0.016;

極耳寬度:4mm;

關(guān)于一個(gè)鋰離子電池系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，有些參數(shù)是固定的，在設(shè)計(jì)的時(shí)候插上去就可以了!

第二步:進(jìn)行電池設(shè)計(jì)之旅

1、電池小，一個(gè)鐵芯，那么最大鐵芯厚度:=電池厚度-外殼厚度=5.2-0.2*2=4.8mm(一般鋁殼的厚度為0.2-0.3，不同地方可能會(huì)有所不同，但也沒(méi)有多大關(guān)系)

2.芯高:取下上蓋1mm，下蓋0.5mm，塑料墊片1.5mm，預(yù)留1mm空間，芯高=50-1-0.5-1.5-1=46mm，即隔膜可寬44mm。一般來(lái)說(shuō)，假如我們做鋁殼，我們可以選擇20um的隔膜。假如我們生產(chǎn)更大的電池，隔膜可能會(huì)更厚，從25um到35um不等。

3、負(fù)極的寬度，負(fù)極一定要比隔膜窄，它可以是1mm，也可以是2mm，取決于你怎么停留，這里假設(shè)是2mm，那么負(fù)極的寬度就是42mm。(關(guān)于一些大尺寸電池，請(qǐng)加寬3-4mm)

4.負(fù)極覆蓋了正極，所以正極比負(fù)極窄，1-3mm。因?yàn)樗且粋€(gè)小電池，我們選擇1mm和正極的寬度

44-1==43毫米

5.根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，假設(shè)正電極的雙面密度=40.5mg/cm2，正電極的容量為140mAh/g，活性物質(zhì)的比例為94%。負(fù)g容量320mAh/g，活性物質(zhì)比94%。安全系數(shù)=1.03

(高,1.1)

然后我們可以計(jì)算:負(fù)的雙面密度=40.5*140*94%/(320*94%)

1.05=18.45mg/cm26，陰極材料可壓制至3.8g/cm3;負(fù)極為1.6g/cm3;鋁箔12um，銅箔12um。

7.然后計(jì)算正負(fù)電極厚度:正極板厚度為40.5/3.8*10+16=119um，負(fù)極板厚度為18.45/1.6+10=127um;

8.然后，在纏繞后，有2層，單層的厚度=正厚度+負(fù)厚度+2層隔膜厚度

=119+127+16*2=278

9.可以看出，總的輥數(shù)=芯厚/(單層厚度*2)

=4.8*90%/(278/1000)=15.5匝

(90%為電池厚度預(yù)留空間，厚度值隨材料厚度變化)

10.計(jì)算卷繞針的尺寸。卷取針寬=卷取芯寬-卷取芯厚-2=

(34-0.20*2)-4.8)*92%=27毫米

11.正極板長(zhǎng)度計(jì)算:正極長(zhǎng)=(層數(shù)-2)*雙繞組厚度+

線圈寬度+線圈厚度+一層繞組厚度+線圈寬度)*(層數(shù)-1)/2+

線圈寬度-厚度/2=((16-2)*0..278*2+

(27+27+0.5+0.262))*(16-1)/2+27-5.2/2=505mm

負(fù)電極長(zhǎng)度計(jì)算:負(fù)電極=正電極長(zhǎng)度-針寬-尾部刮板水平-10

12、極耳的寬度和厚度，電池小，極耳0.1*4mm基本足夠

13.電極的位置:

一個(gè)=10

B=線圈寬度*2.7+3

C=D+4*2

D=極端耳寬+(2~4)

E=needle-C/2

14.計(jì)算能力:設(shè)計(jì)能力=正選礦量*g容量*活性物質(zhì)比=*140mAh/g*7.516*94%=1052mAh

15.標(biāo)稱(chēng)容量:在一般設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)容量約為標(biāo)稱(chēng)容量的1.05%

16、根據(jù)不同的情況，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，設(shè)計(jì)電池大小，一般在電腦上編輯公式，只需輸入相應(yīng)的參數(shù)2-5分鐘即可獲得一個(gè)過(guò)程。