有关锂离子动力锂电池的设计基础

1.1动力锂电池设计的基本原则

动力锂电池设计，就是根据用电设备的要求，为设备供应工作电源或动力电源。因此，动力锂电池设计首先必须根据用电设备要及电池的特性，确定电池的电极、电解液、隔膜、外壳以及其他部件的参数，对工艺参数进行优化，并将它们组成有一定规格和指标(如电压、容量、体积和重量等)的电池组。动力锂电池设计是否合理，关系到电池的使用性能，必须尽可能使其达到设计最优化。

1.2动力锂电池的设计要求

动力锂电池设计时，必须了解用电设备具对电池性能指标及电池使用条件，一般应考虑以下几个方面:

电池工作电压；

电池工作电流，即正常放电电流和峰值电流；

电池工作时间，包括持续放电时间、使用期限或循环寿命；

电池工作环境，包括电池工作环境及环境温度；

电池最大允许体积。

锂离子动力锂电池由于其具有优良的性能，使用范围越来越广，有时要应用于一些特殊场合，因而还有一些特殊要求，如耐冲击、振动、耐高低温、低气压等。在考虑上述基本要求时，同时还应考虑材料来源、电池特性的决定因素、电池性能、电池制造工艺、技术经济分析和环境温度。

1.3评价动力锂电池性能的重要指标

动力锂电池性能一般通过以下几个方面来评价:

容量。电池容量是指在一定放电条件下，可以从电池获得的电量，即电流对时间的积分，一般用Ah表示，它直接影响电池的最大工作电流和工作时间。

放电特性和内阻。电池放电特性是指电池在一定的放电制度下，其工作电压的平稳性，电压平台的高低以及大电流放电性能等，它表明电池带负载的能力。电池内阻包括欧姆内阻和电化学电阻，大电流放电时，内阻对放电特性的影响尤为明显。

工作温度范围。用电设备的工作环境和使用条件要求电池在特定的温度范围内有良好的性能。

储存性能。电池储存一段时间后，会因某些因素的影响使性能发生变化，导致电池自放电，电解液泄漏，电池短路等。

循环性能。循环寿命是指二次电池按照一定的制度进行充放电，其性能衰减到某一程度时循环次数，它重要影响电池的使用寿命

安全性能。重要是指电池在滥用的条件下电池的安全性能如何，滥用条件重要包括过充电、短路、针刺、挤压、热箱、重物冲击、振动等，抗滥用性能的好坏是决定电池能否大量应用的首要条件。