鋰電池能量密度與尺寸規(guī)格有何關(guān)系
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-31 11:20
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下面以實際的鋰電池型號來進行講解電池能量密度與尺寸關(guān)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。
鋰電池
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(shù)是固定的，在設(shè)計時只要套進去就行了！
第二步：進行電池設(shè)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(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，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(shè)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）
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(jīng)驗，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）
那么我們可以計算出：負極雙面密度=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+16*2=278um，
9、可見，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定）
10、計算卷針尺寸，卷針寬度=卷芯寬度-卷芯厚度-2=
（34-0.20*2）-4.8）*92%=27mm
11、計算正極片長度：正極長=（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，微調(diào)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0.1*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、計算容量：設(shè)計容量=正極敷料量*克容量*活性物質(zhì)比例=*140mAh/g*7.516*94%=1052mAh
15、標稱容量：一般設(shè)計時，設(shè)計容量約為標稱容量的1.05%
