介紹常用鋰電池參數(shù)的計算公式
來源：寶鄂實業(yè)
2020-02-08 15:00
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鋰電池參數(shù)的計算公式是常用的
(1)電極材料的理論容量
電極材料的理論容量，即材料中所有鋰離子參與電化學(xué)反應(yīng)的假設(shè)所提供的容量，按下式計算:
其中，法拉第常數(shù)(F)表示每摩爾電子的電荷量，單位為C/mol，是阿伏伽德羅常數(shù)NA=6.02214×1023mol-1與基本電荷e=1.602176×10-19 C的乘積，其值為96485.3383±0.0083 C/mol
因此，主流材料理論承載力計算公式如下:
LiFePO4的摩爾質(zhì)量為157.756 g/mol，其理論容量為:
同樣，可以得到NCM(1:1)(lini1/3co1/3mn1/3o2)的摩爾質(zhì)量為96.461g/mol，其理論容量為278 mAh/g, LiCoO2 mol的質(zhì)量為97.8698 g/mol。如果所有的鋰離子都出來，它的理論容量是274mah /g。
在石墨負極中，當(dāng)鋰包埋量最大時，形成鋰碳層間化合物，化學(xué)式為LiC6，即6個碳原子與1個鋰原子化合。6c摩爾的質(zhì)量為72.066 g/mol，石墨的最大理論容量為:
為硅陽極,李四+ 22 + 5 + e - 22↔Li22Si5表明五硅摩爾質(zhì)量是140.430克/摩爾,五個硅原子與李22,是硅陽極容量的理論:
這些計算值就是理論克容。為了保證材料結(jié)構(gòu)的可逆性，鋰離子的實際脫附系數(shù)小于1，材料的實際克數(shù)為:材料的實際克數(shù)=鋰離子的實際克數(shù)×理論容量
(2)電池設(shè)計容量
電池設(shè)計容量=鍍層密度×活料比×活料克數(shù)×電極涂覆面積
其中，表面密度是一個關(guān)鍵的設(shè)計參數(shù)，主要在涂層和軋制過程控制中。當(dāng)壓實密度一定時，涂層密度的增大意味著電極厚度增大，電子傳遞距離增大，電子電阻增大，但這種增大是有限的。鋰離子在電解質(zhì)中的遷移阻抗增大是影響厚膜中倍增器特性的主要因素。考慮到孔隙的孔隙度和彎曲度，離子在孔隙中的遷移距離比薄片的厚度大很多倍。
(3)N / P比值
陰性活性物質(zhì)克量×陰性活性物質(zhì)密度×陰性活性物質(zhì)含量比÷(陽性活性物質(zhì)克量×陽性活性物質(zhì)密度×陽性活性物質(zhì)含量比)
石墨陰極式電池的N/P要大于1.0，一般為1.04~1.20，這主要是為了安全設(shè)計，主要是為了防止鋰陽極演變，設(shè)計時要考慮工藝性能，如鍍層偏差等。但當(dāng)N/P過大時，電池的不可逆容量損失導(dǎo)致電池容量低，電池能量密度降低。
對于鈦酸鋰負極，采用了正極的超額設(shè)計，電池容量由鈦酸鋰負極的容量決定。過多的正極設(shè)計有利于提高電池的高溫性能:高溫氣體主要來自負極。在過正電極設(shè)計中，負電極電位較低，容易在鈦酸鋰表面形成SEI膜。
(4)涂層的壓實密度和孔隙率
在生產(chǎn)過程中，電池極片涂層壓實密度計算公式如下:
考慮到軋制時金屬板材的延伸，軋制后涂層的表面密度計算公式如下:
涂層由活性物質(zhì)相、碳質(zhì)膠結(jié)相和孔隙組成。孔隙度計算公式如下:
式中，涂層的平均密度為:
(5)第一次的效果
第一效果=第一放電容量/第一充電容量
在日常生產(chǎn)中，一般先將其轉(zhuǎn)換成一部分的費用，再由一部分的費用補充后再將其排出。因此:
第一效應(yīng)=(轉(zhuǎn)換為充電容量+除容量以補充電容)/除容量第一放電容量
(6)能量密度
體積能量密度(Wh/L) =電池容量(mAh)×3.6 (V)/(厚度(cm)×寬度(cm)×長度(cm))
質(zhì)能密度(Wh/KG)=電池容量(mAh)×3.6(V)/電池重量
