鋰電池能量密度與尺寸規(guī)格關(guān)系

下面以實(shí)際的鋰電池型號(hào)來(lái)進(jìn)行講解電池能量密度與尺寸關(guān)系：鋰電池型號(hào)：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(guān)的固定的參數(shù)

鋰電池正極克容量：142mAh/g；

負(fù)極克容量：330mAh/g；

正極壓實(shí)密度：3.8g/cm3；

負(fù)極壓實(shí)密度：1.55g/cm3；

正極鉆酸鋰比例：94%負(fù)極石墨粉比例94%

隔膜厚度：0.016；

極耳寬：4mm；

對(duì)于一種鋰電池體系來(lái)說(shuō)，有的參數(shù)是固定的，在設(shè)計(jì)時(shí)只要套進(jìn)去就行了！

第二步：進(jìn)行電池設(shè)計(jì)之旅

1、小電池，一個(gè)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(guān)系不大）

2、卷芯高度，除去頂蓋1mm，底蓋0.5mm，塑料隔圈1.5mm，預(yù)留空間1mm，那么卷芯高度=50-1-0.5-1.5-1=46mm也就是說(shuō)，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(diǎn)，大概25um到35um都有。

3、負(fù)極寬度，負(fù)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(shè)2mm，那么負(fù)極寬度為42mm。（在做一些大型號(hào)電池時(shí)可適當(dāng)加寬3-4mm）

4、負(fù)極包住正極，那么正極比負(fù)極窄，1-3mm，因?yàn)槭切‰姵?，我們選1mm，正極寬度

=44-1=43mm。

5、下面按照經(jīng)驗(yàn)，假設(shè)正極雙面密度=40.5mg/cm2，正極克容量140mAh/g，活性物質(zhì)比例94%；負(fù)極克容量320mAh/g，活性物質(zhì)比例94%。安全系數(shù)=1.03

（也可以更高，1.1）

那么我們可以計(jì)算出：負(fù)極雙面密度=40.5*140*94%/（320*94%）

1.05=18.45mg/cm26、正極材料可以壓到3.8g/cm3；負(fù)極可以做到1.6g/cm3；鋁箔12um，銅箔12um。

7、那么可以計(jì)算出正負(fù)極厚度：正極片厚度40.5/3.8*10+16=119um，負(fù)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(fù)極厚度+2層隔膜厚度

=119+127+16*2=278um，

9、可見(jiàn)，總卷繞卷數(shù)=卷芯厚度/（單層厚度*2）

=4.8*90%/（278/1000）=15.5圈，經(jīng)取整：即負(fù)極有15折，正極16折

（90%為電池厚度的預(yù)留空間，厚度大小取值也不同，主要看材料的厚度反彈來(lái)定）

10、計(jì)算卷針尺寸，卷針寬度=卷芯寬度-卷芯厚度-2=

（34-0.20*2）-4.8）*92%=27mm

11、計(jì)算正極片長(zhǎng)度：正極長(zhǎng)=（層數(shù)-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(shù)-1）/2+

卷針寬-厚度/2=（（16-2）*0..278*2+

（27+27+0.5+0.262））*（16-1）/2+27-5.2/2=505mm，試卷時(shí)，微調(diào)尺寸。

計(jì)算負(fù)極長(zhǎng)度：負(fù)極=正極長(zhǎng)-針寬-尾刮粉位-10

12、極耳寬度與厚度，小電池，極耳0.1*4mm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

14、計(jì)算容量：設(shè)計(jì)容量=正極敷料量*克容量*活性物質(zhì)比例=*140mAh/g*7.516*94%=1052mAh

15、標(biāo)稱容量：一般設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)容量約為標(biāo)稱容量的1.05%

16、根據(jù)不同的情況，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，電池尺寸的設(shè)計(jì)，一般在電腦上編輯公式，只需要輸入相應(yīng)的參數(shù)2-5分鐘就可以得出一份工藝。