能量密度與鋰離子電池尺寸的關系

以下是實際鋰離子電池模型來解釋電池能量密度與尺寸的關系:鋰離子電池模型:523450A1000mAh鋰鉆材料電池厚度5.2mm，電池寬度34mm，電池高度50mm。

鋰離子電池

第一步:列出相關的固定參數(shù)

鋰離子電池陰極克容量:142mAh/g;

陰極克容量:330mAh/g;

正壓實密度:3.8g/cm3;

負壓實密度:1.55g/cm3;

正極鉆削硫酸鋰的比例:94%負極石墨粉的比例

膜片厚度:0.016;

極耳寬度:4mm;

關于一個鋰離子電池系統(tǒng)來說，有些參數(shù)是固定的，在設計的時候插上去就可以了!

第二步:進行電池設計之旅

1、電池小，一個鐵芯，那么最大鐵芯厚度:=電池厚度-外殼厚度=5.2-0.2*2=4.8mm(一般鋁殼的厚度為0.2-0.3，不同地方可能會有所不同，但也沒有多大關系)

2.芯高:取下上蓋1mm，下蓋0.5mm，塑料墊片1.5mm，預留1mm空間，芯高=50-1-0.5-1.5-1=46mm，即隔膜可寬44mm。一般來說，假如我們做鋁殼，我們可以選擇20um的隔膜。假如我們生產更大的電池，隔膜可能會更厚，從25um到35um不等。

3、負極的寬度，負極一定要比隔膜窄，它可以是1mm，也可以是2mm，取決于你怎么停留，這里假設是2mm，那么負極的寬度就是42mm。(關于一些大尺寸電池，請加寬3-4mm)

4.負極覆蓋了正極，所以正極比負極窄，1-3mm。因為它是一個小電池，我們選擇1mm和正極的寬度

44-1==43毫米

5.根據(jù)相關經(jīng)驗，假設正電極的雙面密度=40.5mg/cm2，正電極的容量為140mAh/g，活性物質的比例為94%。負g容量320mAh/g，活性物質比94%。安全系數(shù)=1.03

(高,1.1)

然后我們可以計算:負的雙面密度=40.5*140*94%/(320*94%)

1.05=18.45mg/cm26，陰極材料可壓制至3.8g/cm3;負極為1.6g/cm3;鋁箔12um，銅箔12um。

7.然后計算正負電極厚度:正極板厚度為40.5/3.8*10+16=119um，負極板厚度為18.45/1.6+10=127um;

8.然后，在纏繞后，有2層，單層的厚度=正厚度+負厚度+2層隔膜厚度

=119+127+16*2=278

9.可以看出，總的輥數(shù)=芯厚/(單層厚度*2)

=4.8*90%/(278/1000)=15.5匝

(90%為電池厚度預留空間，厚度值隨材料厚度變化)

10.計算卷繞針的尺寸。卷取針寬=卷取芯寬-卷取芯厚-2=

(34-0.20*2)-4.8)*92%=27毫米

11.正極板長度計算:正極長=(層數(shù)-2)*雙繞組厚度+

線圈寬度+線圈厚度+一層繞組厚度+線圈寬度)*(層數(shù)-1)/2+

線圈寬度-厚度/2=((16-2)*0..278*2+

(27+27+0.5+0.262))*(16-1)/2+27-5.2/2=505mm

負電極長度計算:負電極=正電極長度-針寬-尾部刮板水平-10

12、極耳的寬度和厚度，電池小，極耳0.1*4mm基本足夠

13.電極的位置:

一個=10

B=線圈寬度*2.7+3

C=D+4*2

D=極端耳寬+(2~4)

E=needle-C/2

14.計算能力:設計能力=正選礦量*g容量*活性物質比=*140mAh/g*7.516*94%=1052mAh

15.標稱容量:在一般設計中，設計容量約為標稱容量的1.05%

16、根據(jù)不同的情況，進行相應的調整，設計電池大小，一般在電腦上編輯公式，只需輸入相應的參數(shù)2-5分鐘即可獲得一個過程。