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鋰離子電池電解液用量計算方法參考

2018-08-01 11:44:17 鋰想生活  點擊量: 評論 (0)
鋰離子電池是由正、負極極片,隔膜,電解液以及殼體極耳等輔助材料組成的。

鋰離子電池電解液用量計算方法參考

鋰離子電池是由正、負極極片,隔膜,電解液以及殼體極耳等輔助材料組成的。電池極片涂層可看成一種復合材料,主要由三部分組成:(1)活物質(zhì)顆粒;(2)導電劑和黏結(jié)劑相互混合的組成相;(3)孔隙,需要填滿電解液。電池隔膜也是多孔結(jié)構(gòu)的,一方面,隔絕電子,另一方面孔隙需要填充電解液允許鋰離子通過。因此,鋰離子電池的電解液量主要就是需要填充滿極片和隔膜里面的孔隙,孔隙體積就是電解液用量體積,即:

電解液體積=正極片孔隙體積+負極片孔隙體積+隔膜孔隙體積

而極片和隔膜的孔隙體積計算方法為:

極片的孔隙體積=(每片極片涂層的長×寬×厚)×片數(shù)×孔隙率

隔膜的孔隙體積=隔膜的面積×厚度×孔隙率

考慮到除了電芯之外,殼體內(nèi)部的空間還有沒有被填充的剩余空間(這些空間也可以根據(jù)電池設(shè)計計算出來),這些地方也會殘存電解液,即:

實際電解液量=所有孔隙體積+殘存電解液體積

硬殼電池殘存體積較多,實際電解液用量比理論值大很多,軟包電池內(nèi)部剩余空間一般,殘存電解液量適量,圓柱電池內(nèi)部空間利用率高,殘存電解液量少。

隔膜的厚度和孔隙率材料廠家會提供,比如厚度25微米,孔隙率49%。根據(jù)電芯設(shè)計或者直接拆解電池測量可以隔膜的長度和寬度,計算出隔膜面積,這樣隔膜需要的電解液量就可以計算出來。

而極片的參數(shù),根據(jù)實際極片可以測量長、寬和涂層的厚度(除箔外)。極片的孔隙率計算方法為:

其中,涂層平均密度和涂層壓實密度分別為:

而其中

實際工作經(jīng)驗中,銅箔的延展率為0%,鋁箔延展約1%。常見材料的真密度如表所示(參考文獻1)。

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責任編輯:繼電保護

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