锂离子电池能量密度与尺寸规格有何关系

下面以实际的锂离子电池型号来进行讲解电池能量密度与尺寸关系：锂离子电池型号：523450A1000mAh钻酸锂材料电池厚度5.2mm，电池宽度34mm，电池高度50mm。

锂离子电池

第一步：列出相关的固定的参数

锂离子电池正极克容量：142mAh/g；

负极克容量：330mAh/g；

正极压实密度：3.8g/cm3；

负极压实密度：1.55g/cm3；

正极钻酸锂比例：94%负极石墨粉比例94%

隔膜厚度：0.016；

极耳宽：4mm；

关于一种锂离子电池体系来说，有的参数是固定的，在设计时只要套进去就行了！

第二步：进行电池设计之旅

1、小电池，一个卷芯，那么卷心最大厚度：=电池厚度-壳体厚度=5.2-0.2*2=4.8mm（一般铝壳厚度为0.2-0.3，不同地方可能不相同，但关系不大）

2、卷芯高度，除去顶盖1mm，底盖0.5mm，塑料隔圈1.5mm，预留空间1mm，那么卷芯高度=50-1-0.5-1.5-1=46mm也就是说，隔膜可以是44mm宽。一般我们做铝壳的话，可能选20um的隔膜，做大电池的话，隔膜就可能厚点，大概25um到35um都有。

3、负极宽度，负极肯定比隔膜窄，可以是1mm，也可以是2mm，看你怎么留了，在此假设2mm，那么负极宽度为42mm。（在做一些大型号电池时可适当加宽3-4mm）

4、负极包住正极，那么正极比负极窄，1-3mm，因为是小电池，我们选1mm，正极宽度

=44-1=43mm。

5、下面按照相关经验，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，重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%=27mm

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

12、极耳宽度与厚度，小电池，极耳0.1*4mm基本就够了

13、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

14、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%=1052mAh

15、标称容量：一般设计时，设计容量约为标称容量的1.05%