锂离子电池电解液用量的计算方法和基本要求分析

锂离子电池电解液用量的计算方法

锂离子电池是由正、负极极片，隔膜，电解液以及壳体极耳等辅助材料组成的。电池极片涂层可看成一种复合材料，重要由三部分组成：(1)活物质颗粒；(2)导电剂和黏结剂相互混合的组成相；(3)孔隙，要填满电解液。隔膜也是多孔结构的，一方面，隔绝电子，另一方面孔隙要填充电解液允许锂离子通过。

因此，锂离子电池的电解液量重要就是要填充满极片和隔膜里面的孔隙，孔隙体积就是电解液用量体积，即：

电解液体积=正极片孔隙体积+负极片孔隙体积+隔膜孔隙体积

而极片和隔膜的孔隙体积计算方法为：极片的孔隙体积=（每片极片涂层的长×宽×厚）×片数×孔隙率

隔膜的孔隙体积=隔膜的面积×厚度×孔隙率

考虑到除了电芯之外，壳体内部的空间还有没有被填充的剩余空间，这些地方也会残存电解液，即：实际锂离子电池电解液量=所有孔隙体积+残存电解液体积

硬壳电池残存体积较多，实际电解液用量比理论值大很多，软包电池内部剩余空间一般，残存电解液量适量，圆柱电池内部空间利用率高，残存电解液量少。

隔膜的厚度和孔隙率材料厂家会供应，比如厚度25微米，孔隙率49%。根据电芯设计或者直接拆解锂离子电池测量可以隔膜的长度和宽度，计算出隔膜面积，这样隔膜要的电解液量就可以计算出来。

锂离子电池电解液的基本要求

a.高的锂离子电导率，一般应达到1x10-3~2x10-2S/cm;

b.高的热稳定性和化学稳定性，在较宽的电压范围内不发生分离;

c.较宽的电化学窗口，在较宽的电压范围内保持电化学性能的稳定;

d.与锂电其他部分例如电极材料、电极集流体和隔膜等具有良好的相容性;