锂电池的设计与研发培训教材(PPT).pptVIP

5、下面按照经验，假设正极双面密度=40.5mg/cm2，正极克容量140mAh/g,活性物质比例94%；负极克容量320mAh/g，活性物质比例94%。安全系数=1.03（也可以更高，1.1）那么我们可以计算出：负极双面密度=40.5*140*94%/（320*94%）*1.05=18.45mg/cm26、正极材料可以压到3.8g/cm3；负极可以做到1.6g/cm3；铝箔12um，铜箔12um。7、那么可以计算出正负极厚度：正极片厚度40.5/3.8*10+16=119um，负极片厚度=18.45/1.6+10=127um； 8、那么，卷绕一圈，有2层，单层厚度=正极厚度+负极厚度+2层隔膜厚度=119+127+16*2=278um， 9、可见，总卷绕卷数=卷芯厚度/（单层厚度*2）=4.8*90%/（278/1000）=15.5圈，经取整：即负极有15折，正极16折 （90%为电池厚度的预留空间，厚度大小取值也不同，主要看材料的厚度反弹来定） 10、计算卷针尺寸，卷针宽度=卷芯宽度-卷芯厚度-2=（34-0.20*2）-4.8）*92%=27 mm 11、计算正极片长度：正极长=（层数-2）*双层卷绕厚度+卷针宽+卷针厚度+一层卷绕厚+卷针宽度）*（层数-1）/2+卷针宽-厚度/2=（（16-2）*0..278*2+（27+27+0.5+0.262））*（16-1）/2+27-5.2/2=505mm，试卷时，微调尺寸。? ? ? 计算负极长度：负极=正极长-针宽-尾刮粉位-10 13极耳宽度与厚度，小电池，极耳0.1*4mm基本就够了 14 极片刮粉位： A＝10 B＝卷针宽*2.7+3 C=D+4*2 D=极耳宽+（2~4） E＝卷针-C/2 A C B D 15、计算容量：设计容量=正极敷料量*克容量*活性物质比例=*140mAh/g*7.516*94%=1052mAh16、标称容量：一般设计时，设计容量约为标称容量的1.05% 17、根据不同的情况，进行相应的调整， 电池尺寸的设计，一般在电脑上编辑公式，只需要输入相应的参数2-5分钟就可以得出一份工艺。 电池的设计，一方面要满足电性能的要求，另一方面必须满足安全性的要求，一个产品的安全性成为重中之重，那么电池的不安全因素主要的表现是什么 ？那就是电池的：爆炸 起火！我们常常听说哪儿的电池爆炸，伤人，电池召回，电视新闻报到的也很多。就电池的安全设计从以下几个方面来考虑： 一 电池爆炸的原理是什么？ 二 引起电池爆炸的因素有哪些？ 三 如何来保证电池的安全？ 安全性能设计 电池爆炸的原理是什么？ 电池在受到热冲击、过充、过放、短路、振动、挤压等滥用状态下，电池内部的活性物质及电解液等组分间将发生化学、电化学反应，产生大量的热量与气体，引起电池的升温，如果锂离子电池内部的热生成速率大于热散失速率,则体系内的反应温度就会不断上升，当热量和内压累积到一定程度的时候，就会引起电池的燃烧或爆炸。 简单的说：就是电池内部出现高温 高内压，超过电池壳体的储压极限，壳体爆裂，内容物喷出，起火燃烧。 引起爆炸燃烧的主要原因：短路 高温 高电压 引起电池爆炸的因素有哪些？ 电池的系统制作过程，及各材料的配比和电池的使用，都有可能引起电池爆炸隐患，可从：材料 设计 使用三方面来来进行分析。 1材料： a 正极材料：其一 从材料本身安全性来说，热稳定性LiNiO2 ＜ LiNi0.8Co0.2O2 ＜LiCoO2 ＜ LiMn2O4 ＜ LiFePO4 ＜LiNi3/8Co1/4Mn3/8O2当温度升高到一定值后，材料分解，产生大量的热 其二 从正极标的理论容量与实际发挥的容量来看，没有脱嵌的锂离子越多，过充时，产生枝晶的可能性就越大，刺穿隔膜引起短路。理论值与实际值相差越小，安全性就越高，钴酸锂270-140＜锰酸锂148-110＜ 磷酸铁锂170-130 ，且铁锂的电压只有3.2V，安全性最高。 热分解温度：钴：锰：铁锂＝180：200：220 b 隔膜 ：隔膜热闭孔性对电池的安全有很大的影响，当温度超过120-135度，如隔膜没有闭孔，电池继续升温，内压升高到极限，电池就会爆炸。如温度过高，隔膜会熔化，从而引起电池大面积的短路，这就要求隔膜要有很高的熔点。 c 电解液：电解液在电池内即起到导电作用，同时又要能起到保护作用，当充电电压到一定值时，形成络合物，在电池内部形成大面积的断路，使正负极通过电流减小，电池温度降低。 d 极耳（铝镍带）：在设计时，可能大家都没有太多的去考虑这一因素，其实极耳是连接电池内外的桥梁，当短路时，会承受很大的电流，其通过的电流密度当超过极耳最大电流密度时，会产生大量的热，致