疊片式鋰離子電池設(shè)計(jì)規(guī)范

1、1疊片式鋰離子電池設(shè)計(jì)規(guī)范1. 設(shè)計(jì)容量為保證電池設(shè)計(jì)的可靠性和使用壽命，根據(jù)客戶要求的最小容量來(lái)確定設(shè)計(jì)容量。設(shè)計(jì)容量（ mah）= 要求的最小容量設(shè)計(jì)系數(shù)（1）注： （1）電池設(shè)計(jì)系數(shù)一般取值1.080.01，難度大時(shí)可取 1.06；（2）增容型電池設(shè)計(jì)系數(shù)取值要1.04。2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 膜腔長(zhǎng)度設(shè)計(jì)膜腔的長(zhǎng)度與電芯的長(zhǎng)度有以下關(guān)系：膜腔長(zhǎng)度= 電芯長(zhǎng)度 -a （2）a 系數(shù)，取值由電芯厚度t 決定，當(dāng)（1） t3mm 時(shí)，對(duì)于常規(guī)電芯a 一般取值 4.5mm，大電芯一般取值 4.8mm；（2） 3mmt4mm 時(shí)，對(duì)于常規(guī)電芯a 一般取值 4.8mm，大電芯一般取值 5.0mm；（

2、3） 4mmt 5mm 時(shí)，對(duì)于常規(guī)電芯a 一般取值5.0mm，大電芯一般取值5.26.0mm；（4）5mmt6mm時(shí)， 對(duì)于常規(guī)電芯 a 一般取值 5.2mm, 大電芯一般取值 5.46.0mm。2.2 膜腔寬度設(shè)計(jì)膜腔的寬度與電芯的寬度有以下關(guān)系：膜腔寬度= 電芯寬度 -b （3）b系數(shù)，一般取值1.01.2mm（適用于雙折邊） . 2.3 槽深設(shè)計(jì)根據(jù)電芯的理論疊片厚度t確定鋁塑包裝膜的槽深h，沖槽深度原則上等于疊片后電芯的厚度。t= t正t負(fù)+t隔膜= h正n正2h單h負(fù)n負(fù)h隔膜（n負(fù)1）2 （4）h = t0.1 （5）注： 上式中由面密度確定的軋片后厚度要根據(jù)對(duì)應(yīng)材料壓實(shí)密度的下

3、限確定，即疊片厚度要用軋片厚度的上限來(lái)計(jì)算。其中：2t正 正極片的總厚度；t負(fù) 負(fù)極片的總厚度；t隔膜 疊成電芯后隔膜的總厚度，隔膜的厚度一般為0.020/0.016mm；h正 正極片（雙面）軋片后的厚度；h單 正極單面極片軋片后的厚度；h負(fù) 負(fù)極片（雙面）軋片后的厚度；n負(fù) 負(fù)極片的數(shù)量；h隔膜 隔膜的厚度 . 3極片尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)所要設(shè)計(jì)電池的尺寸，確定單個(gè)極片的長(zhǎng)度、寬度。極片長(zhǎng)度 lp ：lp = 膜腔長(zhǎng)度 c （6）極片寬度 wp ：wp = 電芯寬度 d （7）包尾極片的長(zhǎng)度lp：lp= 2lpt1.0 （8）包尾極片的寬度 wp：wp= wp0.5 （9）其中：c 間隙系數(shù)，一般取

4、值范圍為3.64.0mm；d 取值范圍一般為 2.52.6mm（適用于雙折邊）；t 電芯的理論疊片厚度。圖 1.雙面極片、單面正極包尾極片示意圖4. 極片數(shù)、面密度的確定：確定極片的數(shù)量 n，并根據(jù)電池的設(shè)計(jì)容量來(lái)確定電極的面密度，電池的設(shè)計(jì)容量一般由正極容量決定，負(fù)極容量過(guò)剩。在進(jìn)行理論計(jì)算時(shí)，一般正極活性物質(zhì)的質(zhì)量比容量取 140mah/g，負(fù)極活性物質(zhì)的質(zhì)量比容量取300mah/g。3n =（t-0.2）/0.351 （10）注：計(jì)算時(shí) n 取整，并根據(jù)公式（ 12）計(jì)算的面密度值來(lái)調(diào)整n，常規(guī)電池的正極雙面面密度要 420g/m2，負(fù)極雙面面密度 200g/m2。s極片= lpwp （

5、11）c設(shè)= c正比s極片n正正（12）c負(fù)= c設(shè)（13）= c負(fù)比s極片n負(fù)負(fù)（14）其中：s極片 單個(gè)極片的面積；c正比 正極活性物質(zhì)的質(zhì)量比容量，一般取值140mah/g ；正 正極活性物質(zhì)的百分含量；正 正極極片的雙面面密度（ g/m2） ；c負(fù) 負(fù)極的設(shè)計(jì)容量； 負(fù)極容量過(guò)剩系數(shù)，一般常規(guī)電池取值1.04 0.02 ；dvd電池以及容量大于2000mah 的一般取值 1.07 0.01 ；c負(fù)比 負(fù)極活性物質(zhì)的質(zhì)量比容量，一般取值300mah/g ；負(fù) 負(fù)極活性物質(zhì)的百分含量；負(fù) 負(fù)極極片的雙面面密度（ g/m2） ；5. 極片厚度的確定：為保證極片中活性物質(zhì)的性能發(fā)揮，涂布后的極

6、片要進(jìn)行適當(dāng)軋片，根據(jù)材料的壓實(shí)密度來(lái)確定不同面密度的極片的軋片厚度。表 1.正負(fù)極材料的壓實(shí)密度材料壓實(shí)密度 /g/m3正極材料3.700.20 負(fù)極材料 bf 1.550.10 負(fù)極材料 mcmb 1.700.10 6. 隔膜尺寸的確定現(xiàn)在使用的隔膜的規(guī)格一般為厚度0.020mm、0.022mm 的，隔膜的長(zhǎng)度 ls、寬度lt 由以下公式確定：ls = (wp+0.5)(2n2) （15）4lt = lp（16）其中： 隔膜寬超出極片的長(zhǎng)度，一般取3.0mm. 7. 電解液量的確定根據(jù)電池的設(shè)計(jì)容量確定電解液的加入量m m = c設(shè)（18）其中：一般為 270mah/g.8. 極耳的選擇根據(jù)電池的寬度和容量來(lái)確定極耳的尺寸，可參照下表進(jìn)行選擇。表 4 電池尺寸、容量與極耳尺寸的關(guān)系電池寬 / mm 容量 /mah 極耳寬 /mm 20 2.0 20 1200 3.0/4.0 1200 5.0 9疊片類厚度設(shè)計(jì)計(jì)算公式根據(jù)公式判定電芯厚度是否滿足客戶要求，可參照以下公式進(jìn)行成品電芯厚度 t 正極壓片厚度 （疊片對(duì)數(shù) -1）+負(fù)極壓片厚度 疊片對(duì)數(shù) +正極單面厚度 2+（疊片對(duì)