锂电池设计尺寸与克容量关系

下面以实际的锂电池型号来进行讲解电池设计的尺寸与克容量关系:锂电池型号:523450A1000mAh钻酸锂材料电池厚度5.2mm,电池宽度34mm,电池高度50mm。

第一步:列出相关的固定的参数
锂电池正极克容量:142mAh/g;
负极克容量:330mAh/g;
正极压实密度:3.8g/cm3;
负极压实密度:1.55g/cm3;
正极钻酸锂比例:94%负极石墨粉比例94%
隔膜厚度:0.016;
极耳宽:4mm;
对于一种锂电池体系来说,有的参数是固定的,在设计时只要套进去就行了!
第二步:进行电池设计之旅
1、小电池,一个卷芯,那么卷心最大厚度:=电池厚度-壳体厚度=5.2-0.2*2=4.8mm(

一般铝壳厚度为0.2-0.3,不同地方可能不一样,但关系不大)
2、卷芯高度,除去顶盖1mm,底盖0.5mm,塑料隔圈1.5mm,预留空间1mm,那么卷芯高

度=50-1-0.5-1.5-1=46mm也就是说,隔膜可以是44mm宽。一般我们做铝壳的话,可能

选20um的隔膜,做大电池的话,隔膜就可能厚点,大概25um到35um都有。
3、负极宽度,负极肯定比隔膜窄,可以是1mm,也可以是2mm,看你怎么留了,在此假

设2mm,那么负极宽度为42mm。(在做一些大型号电池时可适当加宽3-4mm)
4、负极包住正极,那么正极比负极窄,1-3mm,因为是小电池,我们选1mm,正极宽度
=44-1=43mm。

5、下面按照经验,假设正极双面密度=40.5mg/cm2,正极克容量140mAh/g,活性物质

比例94%;负极克容量320mAh/g,活性物质比例94%。安全系数=1.03
(也可以更高,1.1)
那么我们可以计算出:负极双面密度=40.514094%/(320*94%)
1.05=18.45mg/cm26、正极材料可以压到3.8g/cm3;负极可以做到1.6g/cm3;铝箔12um

,铜箔12um。
7、那么可以计算出正负极厚度:正极片厚度40.5/3.8*10+16=119um,负极片厚度

=18.45/1.6+10=127um;
8、那么,卷绕一圈,有2层,单层厚度=正极厚度+负极厚度+2层隔膜厚度
=119+127+162=278um, 9、可见,总卷绕卷数=卷芯厚度/(单层厚度2)
=4.890%/(278/1000)=15.5圈,经取整:即负极有15折,正极16折 (90%为电池厚度的预留空间,厚度大小取值也不同,主要看材料的厚度反弹来定) 10、计算卷针尺寸,卷针宽度=卷芯宽度-卷芯厚度-2= (34-0.202)-4.8)92%=27mm 11、计算正极片长度:正极长=(层数-2)双层卷绕厚度+
卷针宽+卷针厚度+一层卷绕厚+卷针宽度)(层数-1)/2+ 卷针宽-厚度/2=((16-2)0..2782+ (27+27+0.5+0.262))(16-1)/2+27-5.2/2=505mm,试卷时,微调尺寸。
计算负极长度:负极=正极长-针宽-尾刮粉位-10
12、极耳宽度与厚度,小电池,极耳0.14mm基本就够了 13、极片刮粉位: A=10 B=卷针宽2.7+3
C=D+4*2
D=极耳宽+(2~4)
E=卷针-C/2

锂电池极耳设计

13、计算容量:设计容量=正极敷料量克容量活性物质比例=140mAh/g7.516*94%=1052mAh
14、标称容量:一般设计时,设计容量约为标称容量的1.05%
15、根据不同的情况,进行相应的调整,电池尺寸的设计,一般在电脑上编辑公式,只需要输入相应的参数2-5分钟就可以得出一份工艺。

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