卷绕式锂离子电池设计规范

卷绕式锂离子电池设计规范

一、观察给定型号和客户需求

1、型号制定了电池的尺寸（以063048为例，尺寸为6.0×30×48mm）

2、客户要求的容量和电池的放电类别（动力型、高温型、普通型），通常而言电

池所能达到的容量一般为普通型＞高温型＞动力型（以便确定所需要的材料）

3、材料的选用：

3.1容量≥1000mAh的型号，如果客户无容量或高温要求的用正极CN55系列

3.2有高温要求的型号，正极材料必须使用Co系列，电解液必须用高温电解液

二、卷芯设计

1、容量设计

根据客户要求的最小容量来确定设计容量。

设计容量（mAh）= 要求的最小容量×设计系数=（长×2-刮粉）×宽÷10000×面密度×理论克容量

注：设计系数:

标称容量≤200mAh设计系数一般取1.10~1.20；

标称容量200＜C≤350mAh设计系数一般取1.08±0.02；

标称容量C＞350mAh设计系数一般取1.07±0.02。

2、卷针的设计

2.1 卷针的宽度

Wj=电芯的宽度-卷针厚度-电芯的厚度-1.7（根据实际情况而定）

2.2 卷针厚度

Tj由卷针的宽度决定,具体见卷针统计表。

3、包装膜尺寸设计

3.1包装膜膜腔长度的确定：

膜腔长度=成品高-顶封宽度（5mm）

3.2包装膜膜腔长度的确定：

膜腔宽度=成品宽-1.2mm

3.3 槽深的设计：

槽深H与电芯厚度的关系如下：H = T-α

其中：

T —电芯的厚度；

α—当型号为双坑电池时，α取0.2

当型号为单坑电池时，α取-0.2

3.4 包装袋长、宽尺寸的确定：

3.4.1 包装袋宽度:

a. 厚度≤5mm的电池铝塑膜宽度为电池本体宽度+（45～50mm），取代5mm

的整数倍为规格；

b. 厚度﹥5mm的电池铝塑膜宽度为电池本体宽度+（55～60mm），取代5mm

的整数倍为规格；

3.4.2包装袋长度:

铝塑膜长度=成品电池长度×2+10mm

5、极片的设计：

5.1隔膜宽度=卷芯高度=电芯高度-5mm，（客户容量要求高的小型号电池或极片较

宽的各别型号除外）；

5.2负极片宽度=电芯高度-7mm（客户容量要求高的小型号电池或极片较

宽的各别型号除外）；

5.3正极片宽度=电芯高度-（8~9 mm），（客户容量要求高的小型号电池或极片较

宽的各别型号除外）；

5.4正极片长度设计原则：容量达到客户要求，控制面密度和卷绕圈数

5.5负极片长度=正极片长度-半圈长度

5.6隔膜长度=负极长度×2+（20~30mm）

6、面密度比：

6.1 1000mAh以下，面密度比为2.25～2.3，优选2.25；

6.2 1000-2000mAh，面密度比为2.2～2.25，优选2.2；

6.3 2000-4000mAh，面密度比为2.15～2.2，优选2.15；

6.4 4000mAh以上，面密度比为2.1～2.15，优选2.1；

6.5 CN55系列，面密度比为1.75～1.9，优选1.85；

6.6 Mn系列，面密度比为2.5～2.9，NM28为2.5，NM19为2.7，Mn为2.9；

6.7 Fe系列，面密度比为2.35；

7、极片厚度的确定：

为保证极片中活性物质的性能发挥，涂布后的极片要进行适当压片，一般根据材料的压实密度来确定不同面密度的极片的压片厚度。

表1. 不同材料的压实密度

材料LiCoO2CN55 LIFePO4 Mn NM19 NM28 斯诺

MAG-5 压实密

3.9 3.6 2.15 2.9 2.9 3.0 1.55

度/g/m3

8、电解液量的确定

8.1 钴酸锂

容量

双坑≥

1.5A

单坑≥3A

双坑≥1A

单坑≥2A

单坑≥

0.8A

单坑＜2A

≥0.5A

＜0.8A

≥0.3A

＜0.5A

≥0.1A

＜0.3A

＜0.1A

负极材料340 330 320 310 295 280 260+0.1

8.2钴酸锂+镍钴锰酸锂5：5

容量500-1000 1001-15001501-20002000以上

单坑290300310320

双坑295305 315 325

8.3 锰酸锂系列（Mn，Mn28,Mn19）：无论容量大小暂时均按230计算

8.4磷酸铁锂：无论容量大小暂时均按135计算

9、极耳使用

9.1 2mm：容量≤500mAh，宽度≤25mm，特殊型号除外，如PL952248等型号；

9.2 3mm：容量300～1500mAh，宽度25～40mm；

9.3 4mm：容量1200～4500mAh，宽度≥30mm；

9.4 5mm：容量4500～5500mAh；

9.5 8mm：容量≥5500mAh.以及某些需要快速充放电的电池也必须用8mm，

用在电动自行车上的型号PL0670150等型号。

10、电芯试卷：

采用已初步确定的参数（卷针、极片长度、极片厚度等）制作极片进行试卷，根据试卷电芯的尺寸确定最终的方案；卷绕电池的负极双面面密度原则上要求≤200g/m2。