電源設計(方型)

磷酸鐵鋰動力電池設計設計過程中未考慮工藝能力對設計的影響。設計中的相關參數(shù)見下表。設計中取容量平衡系數(shù)圍1.08；正極冷壓密度為1.1g·cm-3；負極冷壓密度取1.5g·cm-3；烘烤后正負極膜片的反彈系數(shù)為1.02；半電狀態(tài)正極膜片總反彈系數(shù)（包括烘烤、注液、化成過程中的厚度反彈）為1.08；半電狀態(tài)負極膜片總反彈系數(shù)（包括烘烤、注液、化成過程中的厚度反彈）為1.15。欲用正負極活性材料配方及材料性質材料質量分數(shù)/%真實密度/g·cm-3比容量/mAh·g-1正極LiFePO4911.3150PVDF51.78Super-P32.0KS-612.0負極C94.52.2350CMC1.51.3SBR31.0Super-P12.0欲用附件材料性質材料寬/mm厚/mm密度/g·cm-3孔隙率/%鋁箔—0.0162.7—銅箔—0.0128.58—鋁極耳30.0802.7—鎳極耳30.0808.9—隔膜—0.020—38電池尺寸電池厚=25mm，電池寬=65mm，電池長=210mm卷繞層數(shù)取磷酸鐵鋰的涂布面密度為18mg/cm2（北大先行提供）負極的最大涂布面密度=1.08×18×正極冷壓厚度（18mg/cm2面密度）=18÷2.4÷100×2＋0.016=0.166（mm）負極冷壓厚度（8.027mg/cm2面密度） =8.027÷1.5÷100×2＋0.012=0.119（mm）正極半電狀態(tài)厚度（18mg/cm2面密度）=（0.166-0.016）×1.08＋0.016=0.178（mm）負極半電狀態(tài)厚度（8.027mg/cm2面密度）=（0.119-0.012）×1.15+0.012=0.135(mm)對應半電狀態(tài)一層卷繞厚度=0.178＋0.135＋2×0.020=0.353（mm）對應卷繞層數(shù)=（22÷2）÷0.353=32層層數(shù)取為32層。所需原料的量卷針尺寸：210×38×6，圓角R=3卷32層的長度≈3.14×[（0.353+32×0.353）×32÷2+32×3]+38×32≈2103(mm)所需銅箔、鋁箔的面積=2103×210=441630（mm2）所需銅箔的質量=441630×10-6×0.012×10-3×8.58×103=0.04547kg所需鋁箔的質量=441630×10-6×0.016×10-3×2.7×103=0.01908kg所需隔膜的面積=441630×2=883260（mm2）所需磷酸鐵鋰的量=441630×2×18×0.91×10-5=144.7(g)額定容量=340.5×150×10-3=22(Ah)所需石墨的量=441630×2×8.027×0.945×10-5=67（g）電解液質量計算（取其密度為1.2g/cm3）正極膜片真實密度=1÷（91%÷1.3+5%÷1.78+4%÷2）=1.337g/cm3負極膜片真實密度=1÷（94.5%÷2.2+1.5%÷1.3+3%÷1+1%÷2）=2.100g/cm3正極膜片孔隙率=1－1.1÷1.337=17.7%負極膜片孔隙率=1－1.5÷2.100=28.6%正極膜片孔體積=441630×（0.166－0.016）×17.7%=11725mm3負極膜片孔體積=441630×（0.119－0.012）×28.6%=13515mm3隔膜