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介紹鋰離子電池能量密度與尺寸規(guī)格

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:4820次  |  2020年12月12日  

能量密度與鋰離子電池尺寸的關(guān)系


以下是實(shí)際鋰離子電池模型來解釋電池能量密度與尺寸的關(guān)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(guān)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(shí)密度:3.8g/cm3;


負(fù)壓實(shí)密度:1.55g/cm3;


正極鉆削硫酸鋰的比例:94%負(fù)極石墨粉的比例


膜片厚度:0.016;


極耳寬度:4mm;


關(guān)于一個(gè)鋰離子電池系統(tǒng)來說,有些參數(shù)是固定的,在設(shè)計(jì)的時(shí)候插上去就可以了!


第二步:進(jìn)行電池設(shè)計(jì)之旅


1、電池小,一個(gè)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(huì)有所不同,但也沒有多大關(guān)系)


2.芯高:取下上蓋1mm,下蓋0.5mm,塑料墊片1.5mm,預(yù)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(chǎn)更大的電池,隔膜可能會(huì)更厚,從25um到35um不等。


3、負(fù)極的寬度,負(fù)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(shè)是2mm,那么負(fù)極的寬度就是42mm。(關(guān)于一些大尺寸電池,請(qǐng)加寬3-4mm)


4.負(fù)極覆蓋了正極,所以正極比負(fù)極窄,1-3mm。因?yàn)樗且粋€(gè)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(guān)經(jīng)驗(yàn),假設(shè)正電極的雙面密度=40.5mg/cm2,正電極的容量為140mAh/g,活性物質(zhì)的比例為94%。負(fù)g容量320mAh/g,活性物質(zhì)比94%。安全系數(shù)=1.03


(高,1.1)


然后我們可以計(jì)算:負(fù)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(fù)極為1.6g/cm3;鋁箔12um,銅箔12um。


7.然后計(jì)算正負(fù)電極厚度:正極板厚度為40.5/3.8*10+16=119um,負(fù)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(fù)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(yù)留空間,厚度值隨材料厚度變化)


10.計(jì)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(zhǎng)度計(jì)算:正極長(zhǎng)=(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(fù)電極長(zhǎng)度計(jì)算:負(fù)電極=正電極長(zhǎng)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(gè)=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(jì)算能力:設(shè)計(jì)能力=正選礦量*g容量*活性物質(zhì)比=*140mAh/g*7.516*94%=1052mAh


15.標(biāo)稱容量:在一般設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)容量約為標(biāo)稱容量的1.05%


16、根據(jù)不同的情況,進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,設(shè)計(jì)電池大小,一般在電腦上編輯公式,只需輸入相應(yīng)的參數(shù)2-5分鐘即可獲得一個(gè)過程。


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