电池公式

一、叠片式聚合物锂离子电池设计规范
1.设计容量
为保证电池设计的可靠性和使用寿命,根据客户需要的最小容量来确定设计容量。
设计容量(mAh)= 要求的最小容量×设计系数                (1)
设计系数一般取1.03~1.10。
2.极片尺寸设计
根据所要设计电池的尺寸,确定单个极片的长度、宽度。
极片长度Lp:
Lp = 电池长度-A-B                                (2)
极片宽度Wp:
Wp = 电池宽度-C                                  (3)
包尾极片的长度Lp′:
Lp′= 2Lp+ T'-1.0                                  (4)
包尾极片的宽度Wp′:
Wp′= Wp-0.5                                        (5)
其中:
A — 系数,取值由电池的厚度T决定,当
(1)T≤3mm时,对于常规电芯A一般取值4.5mm,大电芯一般取值4.8mm;
(2)3mm<T≤4mm时,对于常规电芯A一般取值4.8mm,大电芯一般取值5.0mm;
(3)4mm<T≤5mm时,对于常规电芯A一般取值5.0mm,大电芯一般取值5.2~6.0mm;
(4) 5mm<T≤6mm时,对于常规电芯A一般取值5.2mm, 大电芯一般取值5.4~6.0mm。
B — 间隙系数,一般取值范围为3.6~4.0mm;
C — 取值范围一般为2.5~2.6mm(适用于双折边);
T'— 电芯的理论叠片厚度,T'的确定见6.1节.
图1.双面极片、单面正极包尾极片示意图
3. 极片数、面密度的确定:
确定极片的数量N,并根据电池的设计容量来确定电极的面密度,电池的设计容量一般由正极容量决定,负极容量过剩。在进行理论计算时,一般正极活性物质的质量比容量取140mAh/g,负极活性物质的质量比容量取300mAh/g。
N =(T-0.2)/0.35±1                                (6)
注:计算时N取整,并根据面密度的值来调整N。
S极片 = Lp×柴油车尾气处理Wp                                        (7)
C= C正比×S极片×N×ρ×η                          (8)
C= C×υ                                          (9)
    = C负比×S极片×N×ρ×η                          (10)
其中:
S极片 — 单个极片的面积;
C正比 — 正极活性物质的质量比容量,一般取值140mAh/g
η — 正极活性物质的百分含量;
ρ正  — 正极极片的双面面密度(g/m2);
C负  — 负极的设计容量;
υ  — 负极容量过剩系数,一般常规电池取值1.00~1.06;DVD电池以及容量大于2000mAh的取值1.05~1.12;
C负比 — 负极活性物质的质量比容量,一般取值300mAh/g
η — 负极活性物质的百分含量;
ρ负  — 负极极片的双面面密度(g/m2);
4. 极片厚度的确定:
为保证极片中活性物质的性能发挥,涂布后的极片要进行适当轧片,一般根据材料的压实密度来确定不同面密度的极片的轧片厚度。
表1. 不同材料的压实密度
材料
压实密度/g/m3
正极材料
3.50~3.90
国产负极材料BF
蚝排1.45~1.65
进口负极材料MCMB
1.60~1.80
5. 隔膜尺寸的确定
现在使用的隔膜的规格一般为厚度0.020mm、0.022mm的隔膜的长度Ls、宽度Lt由以下公式确定:
Ls = (Wp+0.5)×(2×N+2)                              (11)
Lt = Lp+Ψ                                          (12)
其中:
Ψ — 隔膜宽超出极片的长度,范围为2.0~4.0mm,一般取3.0mm.
6. 包装袋的设计
6.1槽深设计
根据叠片后电芯的厚度T'确定铝塑包装膜的槽深H,为避免铝塑包装膜的二次拉伸,冲槽深度原则上等于叠片后电芯的厚度。
T'= TT+T隔膜                                                                          (13)
= h×N+2h+h×N+h隔膜×(N+1×2      (14)
H = T'±0.1                                          (15)
注:以上计算针对单冲槽槽深设计,目前只能满足冲槽深度≤4.2mm的,对于4.2~5.0mm槽深的要依据生产上所能达到的实际尺寸。
其中:
T无心磨床自动上料机正  — 正极片的总厚度;
T负  — 负极片的总厚度;
T隔膜 — 叠成电芯后隔膜的总厚度,隔膜的厚度一般为0.020/0.022mm;电虾机电路图
h正  — 正极片(双面)轧片后的厚度;
h单  — 正极单面极片轧片后的厚度;
h负  — 负极片(双面)轧片后的厚度;
袜子定型机N负  — 负极片的数量;
h隔膜 — 隔膜的厚度.
6.2 包装袋膜腔长度的确定
膜腔的长度与电芯的长度有以下关系:
膜腔长度 = 电芯长度-A                              (16)
注:参数A的确定参见公式(2).
6.3 包装袋膜腔宽度的确定
膜腔的宽度与电芯的宽度有以下关系:
膜腔宽度 = 电芯宽度-B                                (17)
数码转移印花B—系数,一般取值1.0~1.2mm.
7. 电解液量的确定
    根据电池的设计容量确定电解液的加入量M
M = C÷ξ                                (18)
其中:
ξ— 一般为250~300,单位mAh/g.

本文发布于:2024-09-23 10:23:22,感谢您对本站的认可!

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