鉅大LARGE | 點擊量：128次 | 2024年09月14日
鋰電池設計尺寸與克容量關系
下面以實際的鋰電池型號來進行講解電池設計的尺寸與克容量關系：鋰電池型號：523450A1000mAh鉆酸鋰材料電池厚度5.2mm，電池寬度34mm，電池高度50mm。
第一步：列出相關的固定的參數
鋰電池正極克容量：142mAh/g；
負極克容量：330mAh/g；
正極壓實密度：3.8g/cm3；
負極壓實密度：1.55g/cm3；
正極鉆酸鋰比例：94%負極石墨粉比例94%
隔膜厚度：0.016；
極耳寬：4mm；
對于一種鋰電池體系來說，有的參數是固定的，在設計時只要套進去就行了！
第二步：進行電池設計之旅
1、小電池，一個卷芯，那么卷心最大厚度：=電池厚度-殼體厚度=5.2-0.2*2=4.8mm（一般鋁殼厚度為0.2-0.3，不同地方可能不一樣，但關系不大）
2、卷芯高度，除去頂蓋1mm，底蓋0.5mm，塑料隔圈1.5mm，預留空間1mm，那么卷芯高度=50-1-0.5-1.5-1=46mm也就是說，隔膜可以是44mm寬。一般我們做鋁殼的話，可能選20um的隔膜，做大電池的話，隔膜就可能厚點，大概25um到35um都有。
3、負極寬度，負極肯定比隔膜窄，可以是1mm，也可以是2mm，看你怎么留了，在此假設2mm，那么負極寬度為42mm。（在做一些大型號電池時可適當加寬3-4mm）
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
4、負極包住正極，那么正極比負極窄，1-3mm，因為是小電池，我們選1mm，正極寬度=44-1=43mm。
5、下面按照經驗，假設正極雙面密度=40.5mg/cm2，正極克容量140mAh/g，活性物質比例94%；負極克容量320mAh/g，活性物質比例94%。安全系數=1.03（也可以更高，1.1）那么我們可以計算出：負極雙面密度=40.514094%/（320*94%）1.05=18.45mg/cm26、正極材料可以壓到3.8g/cm3；負極可以做到1.6g/cm3；鋁箔12um，銅箔12um。
7、那么可以計算出正負極厚度：正極片厚度40.5/3.8*10+16=119um，負極片厚度=18.45/1.6+10=127um；
8、那么，卷繞一圈，有2層，單層厚度=正極厚度+負極厚度+2層隔膜厚度=119+127+162=278um
9、可見，總卷繞卷數=卷芯厚度/（單層厚度2）=4.890%/（278/1000）=15.5圈，經取整：即負極有15折，正極16折 （90%為電池厚度的預留空間，厚度大小取值也不同，主要看材料的厚度反彈來定）
10、計算卷針尺寸，卷針寬度=卷芯寬度-卷芯厚度-2= （34-0.202）-4.8）92%=27mm
11、計算正極片長度：正極長=（層數-2）雙層卷繞厚度+卷針寬+卷針厚度+一層卷繞厚+卷針寬度）（層數-1）/2+ 卷針寬-厚度/2=（（16-2）0..2782+ （27+27+0.5+0.262））（16-1）/2+27-5.2/2=505mm，試卷時，微調尺寸。
計算負極長度：負極=正極長-針寬-尾刮粉位-10
12、極耳寬度與厚度，小電池，極耳0.14mm基本就夠了
13、極片刮粉位： A=10 B=卷針寬2.7+3
C=D+4*2
D=極耳寬+（2～4）
E=卷針-C/2
13、計算容量：設計容量=正極敷料量克容量活性物質比例=140mAh/g7.516*94%=1052mAh
14、標稱容量：一般設計時，設計容量約為標稱容量的1.05%
15、根據不同的情況，進行相應的調整，電池尺寸的設計，一般在電腦上編輯公式，只需要輸入相應的參數2-5分鐘就可以得出一份工藝。
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