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電池電解液用量計算方法

電解液

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(zhi)顆粒;

(2)導電(dian)劑和黏(nian)結劑相(xiang)互混合的組成相(xiang);

(3)孔隙(xi),需要填滿電解液。

隔(ge)(ge)膜也是多孔結構的,一(yi)方(fang)面(mian)(mian),隔(ge)(ge)絕(jue)電子,另一(yi)方(fang)面(mian)(mian)孔隙需要(yao)填(tian)(tian)充(chong)電解(jie)液允(yun)許鋰離(li)(li)子通過。因此,鋰離(li)(li)子電池的電解(jie)液量(liang)主要(yao)就是需要(yao)填(tian)(tian)充(chong)滿(man)極片和(he)隔(ge)(ge)膜里面(mian)(mian)的孔隙,孔隙體積就是電解(jie)液用量(liang)體積,即:

電解液體積(ji)(ji)=正極片孔隙(xi)體積(ji)(ji)+負(fu)極片孔隙(xi)體積(ji)(ji)+隔膜孔隙(xi)體積(ji)(ji);

而(er)極片(pian)和隔膜的孔隙體(ti)積計算方法為:

極片的孔(kong)隙(xi)體積=(每片極片涂層的長×寬×厚)×片數(shu)×孔(kong)隙(xi)率

隔(ge)膜的(de)孔隙體積=隔(ge)膜的(de)面積×厚度×孔隙率

考慮到除了電芯之外,殼體內部的空(kong)間還有沒有被填充的剩余空(kong)間(這(zhe)些空(kong)間也(ye)可以根據電池設計(ji)計(ji)算出(chu)來),這(zhe)些地(di)方也(ye)會殘存(cun)電解(jie)液,即:

實(shi)際電(dian)(dian)解(jie)液(ye)量=所有孔隙體(ti)積+殘存電(dian)(dian)解(jie)液(ye)體(ti)積

硬殼電(dian)(dian)池(chi)殘存體積較(jiao)多(duo),實(shi)際電(dian)(dian)解液(ye)用(yong)量比理論值大很多(duo),軟包電(dian)(dian)池(chi)內(nei)部(bu)剩余空間(jian)一般(ban),殘存電(dian)(dian)解液(ye)量適量,圓柱電(dian)(dian)池(chi)內(nei)部(bu)空間(jian)利(li)用(yong)率高,殘存電(dian)(dian)解液(ye)量少(shao)。

隔(ge)(ge)膜(mo)的厚度(du)和(he)孔隙率材料廠家會提供,比如(ru)厚度(du)25微(wei)米,孔隙率49%。根據(ju)電(dian)芯(xin)設計(ji)或(huo)者(zhe)直接(jie)拆解(jie)電(dian)池測量可(ke)(ke)以隔(ge)(ge)膜(mo)的長度(du)和(he)寬度(du),計(ji)算(suan)出隔(ge)(ge)膜(mo)面積,這樣(yang)隔(ge)(ge)膜(mo)需要的電(dian)解(jie)液量就可(ke)(ke)以計(ji)算(suan)出來。

而極(ji)片(pian)的參數(shu),根據(ju)實際(ji)極(ji)片(pian)可(ke)以測量長、寬和涂層的厚度(除(chu)箔外)。

極片的孔隙率(lv)計算(suan)方(fang)法為:

孔除率=1-(涂層(ceng)壓實密度除以涂層(ceng)平均密度)

其中,涂(tu)層(ceng)平(ping)均密(mi)度(du)和(he)涂(tu)層(ceng)壓實密(mi)度(du)分別為:

電解液用量計算公式

實際工作經驗中,銅箔(bo)的延展率為0%,鋁箔(bo)延展約1%。

以上為每(mei)個鋰電池(chi)電解液(ye)用(yong)量的理論計算用(yong)量,一般會(hui)稍微偏少。

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