钜大LARGE | 点击量：1951次 | 2018年05月13日
叠片式软包动力锂离子电池型号设计的关键因素是什么？
响应政府的号召，提升锂离子电池的能量密度成为各电池厂家、研究机构的热点问题。宁德时代、天津力神、国轩高科等团队，已经基本实现了300瓦时/公斤动力电池的研发，另外，仍旧有大量单位开展相关方面的开发和研究工作。
软包装锂离子电池的构成通常包括正极、负极、隔膜、电解液及其他必要的辅助材料，如极耳、胶带和铝塑等。根据讨论的需要，本文作者将软包锂离子电池内的物质划分为极片单元组合和非贡献能量物质两大类，其中极片单元是指一片正极加一片负极，整个电池内的所有正极和负极可看成是若干个极片单元组成的极片单元组合;非贡献能量物质是指除极片单元组合外其他所有的物质，如隔膜、电解液、极耳、铝塑、保护胶带和终止胶带等。对于常见的LiMO2(M=Co、Ni和Ni-Co-Mn等)/碳体系的锂离子电池，极片单元组合决定了电池的容量和能量。
目前，为了实现电池的质量比能量300Wh/kg的目标，主要的方法包括：
（1）选择高容量材料体系，正极采用高镍三元，负极采用硅碳；
（2）设计高压电解液，提高充电截止电压；
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
（3）优化正负极浆料的配方，增加活性物质在电极中占比；
（4）采用更薄的铜箔、铝箔，减少集流体的所占的比例；
（5）提高正负极的涂布量，增加活性物质在电极中占比；
（6）控制电解液的数量，减少电解液的数量提高锂离子电池比能量；
（7）优化电池的结构，降低极耳、封装材料等在电池中所占的比例。
在圆柱、方形硬壳、软包叠片三种电池形态中，软包电池具有设计灵活、重量轻、内阻小、不易爆炸、循环次数多等特点，电池的比能量性能也突出。
因此，叠片式软包动力锂离子电池是目前研究的热点。在叠片式软包动力锂离子电池型号设计过程中，主要的变量可区分为以下6个方面，前3者可认为是由电化学体系水平、设计规则决定的，后3者通常是型号设计关注的变量因素。
（1）正负极材料和配方；
（2）正负极压实密度；
（3）负极容量(N)与正极容量(P)的比值(N/P)；
（4）极片单元数量(等于正极片数量)；
（5）正极涂布量(在N/P确定的基础上，先确定正极涂布量，随之可确定负极涂布量)；
（6）单片正极的单面面积(由正极片长度和宽度决定，当正极片长度和宽度确定后，负极片的尺寸也随之确定，电芯尺寸即可确定)。
