解析锂电池能量密度与尺寸规格

能量密度与锂电池尺寸的关系

以下是实际锂电池模型来解释电池能量密度与尺寸的关系:锂电池模型:523450A1000mAh锂钻材料电池厚度5.2mm，电池宽度34mm，电池高度50mm。

锂电池

第一步:列出相关的固定参数

锂电池阴极克容量:142mAh/g;

阴极克容量:330mAh/g;

正压实密度:3.8g/cm3;

负压实密度:1.55g/cm3;

正极钻削硫酸锂的比例:94%负极石墨粉的比例

膜片厚度:0.016;

极耳宽度:4mm;

关于一个锂电池系统来说，有些参数是固定的，在设计的时候插上去就可以了!

第二步:进行电池设计之旅

1、电池小，一个铁芯，那么最大铁芯厚度:=电池厚度-外壳厚度=5.2-0.2*2=4.8mm(一般铝壳的厚度为0.2-0.3，不同地方可能会有所不同，但也没有多大关系)

2.芯高:取下上盖1mm，下盖0.5mm，塑料垫片1.5mm，预留1mm空间，芯高=50-1-0.5-1.5-1=46mm，即隔膜可宽44mm。一般来说，假如我们做铝壳，我们可以选择20um的隔膜。假如我们加工更大的电池，隔膜可能会更厚，从25um到35um不等。

3、负极的宽度，负极一定要比隔膜窄，它可以是1mm，也可以是2mm，取决于你怎么样停留，这里假设是2mm，那么负极的宽度就是42mm。(关于一些大尺寸电池，请加宽3-4mm)

4.负极覆盖了正极，所以正极比负极窄，1-3mm。因为它是一个小电池，我们选择1mm和正极的宽度

44-1==43毫米

5.根据相关经验，假设正电极的双面密度=40.5mg/cm2，正电极的容量为140mAh/g，活性物质的比例为94%。负g容量320mAh/g，活性物质比94%。安全系数=1.03

(高,1.1)

然后我们可以计算:负的双面密度=40.5*140*94%/(320*94%)

1.05=18.45mg/cm26，阴极材料可压制至3.8g/cm3;负极为1.6g/cm3;铝箔12um，铜箔12um。

7.然后计算正负电极厚度:正极板厚度为40.5/3.8*10+16=119um，负极板厚度为18.45/1.6+10=127um;

8.然后，在缠绕后，有2层，单层的厚度=正厚度+负厚度+2层隔膜厚度

=119+127+16*2=278

9.可以看出，总的辊数=芯厚/(单层厚度*2)

=4.8*90%/(278/1000)=15.5匝

(90%为电池厚度预留空间，厚度值随材料厚度变化)

10.计算卷绕针的尺寸。卷取针宽=卷取芯宽-卷取芯厚-2=

(34-0.20*2)-4.8)*92%=27毫米

11.正极板长度计算:正极长=(层数-2)*双绕组厚度+

线圈宽度+线圈厚度+一层绕组厚度+线圈宽度)*(层数-1)/2+

线圈宽度-厚度/2=((16-2)*0..278*2+

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

负电极长度计算:负电极=正电极长度-针宽-尾部刮板水平-10

12、极耳的宽度和厚度，电池小，极耳0.1*4mm基本足够

13.电极的位置:

一个=10

B=线圈宽度*2.7+3

C=D+4*2

D=极端耳宽+(2~4)

E=needle-C/2

14.计算能力:设计能力=正选矿量*g容量*活性物质比=*140mAh/g*7.516*94%=1052mAh

15.标称容量:在一般设计中，设计容量约为标称容量的1.05%

16、根据不同的情况，进行相应的调整，设计电池大小，一般在电脑上编辑公式，只需输入相应的参数2-5分钟即可获得一个过程。

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