電動車鋰電池能量密度與尺寸有什么樣的關聯呢

鋰離子電池

第一步：列出相關的固定的參數

鋰離子電池正極克容量：142mAh/g；

負極克容量：330mAh/g；

正極壓實密度：3.8g/cm3；

負極壓實密度：1.55g/cm3；

正極鉆酸鋰比例：94%負極石墨粉比例94%

隔膜厚度：0.016；

極耳寬：4mm；

關于一種鋰離子電池體系來說，有的參數是固定的，在設計時只要套進去就行了！

第二步：進行電池設計之旅

1、小電池，一個卷芯，那么卷心最大厚度：=電池厚度-殼體厚度=5.2-0.2*2=4.8mm（一般鋁殼厚度為0.2-0.3，不同地方可能不相同，但關系不大）

2、卷芯高度，除去頂蓋1mm，底蓋0.5mm，塑料隔圈1.5mm，預留空間1mm，那么卷芯高度=50-1-0.5-1.5-1=46mm也就是說，隔膜可以是44mm寬。一般我們做鋁殼的話，可能選20um的隔膜，做大電池的話，隔膜就可能厚點，大概25um到35um都有。

3、負極寬度，負極肯定比隔膜窄，可以是1mm，也可以是2mm，看你怎么留了，在此假設2mm，那么負極寬度為42mm。（在做一些大型號電池時可適當加寬3-4mm）

4、負極包住正極，那么正極比負極窄，1-3mm，因為是小電池，我們選1mm，正極寬度

=44-1=43mm。

5、下面按照相關經驗，假設正極雙面密度=40.5mg/cm2，正極克容量140mAh/g，活性物質比例94%；負極克容量320mAh/g，活性物質比例94%。安全系數=1.03

（也可以更高，1.1）

那么我們可以計算出：負極雙面密度=40.5*140*94%/（320*94%）

1.05=18.45mg/cm26、正極材料可以壓到3.8g/cm3；負極可以做到1.6g/cm3；鋁箔12um，銅箔12um。

7、那么可以計算出正負極厚度：正極片厚度40.5/3.8*10+16=119um，負極片厚度=18.45/1.6+10=127um；

8、那么，卷繞一圈，有2層，單層厚度=正極厚度+負極厚度+2層隔膜厚度

=119+127+16*2=278um，

9、可見，總卷繞卷數=卷芯厚度/（單層厚度*2）

=4.8*90%/（278/1000）=15.5圈，經取整：即負極有15折，正極16折

（90%為電池厚度的預留空間，厚度大小取值也不同，重要看材料的厚度反彈來定）

10、計算卷針尺寸，卷針寬度=卷芯寬度-卷芯厚度-2=

（34-0.20*2）-4.8）*92%=27mm

11、計算正極片長度：正極長=（層數-2）*雙層卷繞厚度+

卷針寬+卷針厚度+一層卷繞厚+卷針寬度）*（層數-1）/2+

卷針寬-厚度/2=（（16-2）*0..278*2+

（27+27+0.5+0.262））*（16-1）/2+27-5.2/2=505mm，試卷時，微調尺寸。

計算負極長度：負極=正極長-針寬-尾刮粉位-10

12、極耳寬度與厚度，小電池，極耳0.1*4mm基本就夠了

13、極片刮粉位：

A=10

B=卷針寬*2.7+3

C=D+4*2

D=極耳寬+（2～4）

E=卷針-C/2

14、計算容量：設計容量=正極敷料量*克容量*活性物質比例=*140mAh/g*7.516*94%=1052mAh

15、標稱容量：一般設計時，設計容量約為標稱容量的1.05%