锂离子电池设计总结

锂离子电池设计总结

（一）液锂电池设计

（1）根据壳子推算卷芯

1、核算容量：（设计最低容量= average * 0.935）

2、极片宽度：

隔膜宽度= 壳子高- 0.6 - 2 - 0.3 - 0.5

图纸高壳子底厚盖板厚绝缘垫厚余量

负极片宽度= 隔膜纸宽度- 2mm

正极片宽度= 负极片宽度- （1~2mm）

注：核算后正负极片宽度要去查找分切刀，最好有对应分切刀；箔材的选择也要依分切刀而定。比如：40mm的分切刀，可以一次分裁8片，则箔材尺寸应该为40*8+(10~15余量)=330~335mm，若没有合适的也可以选择40*7+（10~15mm）的箔材。

3、卷芯宽度：

卷芯设计宽度= 壳子宽度- 0.6 -（0.5～1.5）

图纸宽度两层壳壁厚余量

4、卷芯厚度：

（1）卷芯设计厚度= 壳子厚度- 0.6 - 0.6

图纸厚度两层壳壁厚余量

（2）卷芯设计厚度= （规格厚度–0.2 –0.6）/ 1.08

规格书厚度max 余量两层壳壁厚膨胀系数

5、卷尺宽度：

卷尺= 卷芯宽–卷芯厚–卷尺厚（0.5mm）–（1.5～2.5）余量

6、最后根据（2、3、4）进行调整、确认。

7、估算卷芯/电芯最终尺寸

卷芯厚度= 正极片厚+ 负极片厚+ （隔膜厚*2）

卷芯宽度= 卷尺宽+ 卷尺厚+ 卷芯厚+（1～2.5）余量

最终电芯厚度= 卷芯厚度* 1.08 + 壳子厚度+（0.2～0.5）

层数单层厚度卷芯厚卷芯厚* 1.08 +（0.3～0.4）≤规格要求

（二）电池设计注意事项：

1、极耳距极片底部≤极片宽度*1/4

2、极耳外露≥12mm~15mm 负极耳外露：6~10mm

3、小隔膜= 加垫隔膜处光泊区尺寸+（2~3mm）

4、壳子底部铝镍复合带尺寸：

4mm * 13mm * 0.1mm （当壳子底部宽w ≥7mm时）

3mm * 13mm * 0.1mm （当壳子底部宽w ＜7mm时）

5、极片称重按涂布时箔材和敷料计算

极片称重（正负极片相同）敷料量：M1 铝箔重：M2

重片：M1 + M2 + 0.01 ~ M1 * 1.04 + M2

轻片：M1 * 0.96 + M2 ~ M1 + M2

6、胶纸贴法：

负极耳上高温胶纸应超出负极片4 ~ 6 mm

正极耳上透明胶纸应超出负极片2 ~ 4 mm

7、面密度精确度：

Eg：m±n 其中：n为m 的4% 。即ρ= m ±4% * m

8、滚压前后极片延伸问题：

正极片滚压后极片延伸量为总长度的5% 即总长度L * 1.005为压片后长度

负极片滚压前比滚压后多给出 3 mm 铜箔，要切掉。

9、隔膜纸长度：

隔膜纸长度= 负极片长度* 2 + (30～35mm)

10、注液量：

注液量= 设计容量* （0.0030～0.0033）

11、压片厚度：

正极= 面密度（eg：22.1）/正极压实（eg：纯钴3.75）* 20 + 铝箔厚（eg：16μm或20μm）

= 22.1 / 3.75 * 20 + 16

负极= 面密度/ 负极压实* 20 + 铜箔厚

（三）设计常识：

1、固含量：固含量应该设计在65% 左右。-------------------------------------------

正极的敷料量=标称容量/可比容量

正极面密度=正极的敷料量/正极敷料量面积

负极面密度=正极面密度*正极纯克比*正极活性物质含量*1.1/负极纯克比/负极活性物质含量

正极厚度=正极面密度/压实密度*20+箔材厚度(负极相同)

卷芯入壳松紧比=(正极长*厚+负极长*厚+隔膜长*厚)/壳子的横截面积

2、压实密度：

正极材料：LC：3.75；LNCM：3.3；LM：2.8

负极材料：SAG-23：1.4；K31、AMG-18、KMD、SKG-2：1.55；

BTR918反弹率为1.4%

其他压实可以配比计算eg：

LC (3) + LM (7) ：则压实为0.3 * 3.75 + 2.8 * 0.7 （克比也这样计算）

3、克比：

正极材料：纯CO：142；三元：143；纯Mn：105；

负极材料：KMD、SKG-1：360；SAG-2：320；AMG-18、K31：340

另外：高压实密度锂钴BM-470 ：克比142 ；压实3.95 。

4、配方：

正极：除LC；LC/LM=9：1；LNCM三个活性物质配方为93.8%+2%super-P+ 1.2%S-0+3%PVDF；其余配方都是93.5% LOADING，只是再PVDF上多加0.3% 。

负极：除KMD 需要多加一个点super-P为94.2 LOADING（94.2%+1.3%CMC+ 2.5%SBR+2%super-P）；其余都为95.2% LOADING（95.2%+1.3%CMC+2.5%SBR+1%super-P）

注：（1）各物质配比都是干粉的百分比，不计算NMP。（eg：LC=干粉*93.8%）（2）固含量=LC/93.8%/（1-NMP%）* NMP%