卷绕式锂离子电池设计规范

环宇达电池科技有限公司—1—卷绕式锂离子电池设计规范一、观察给定型号和客户需求1、型号制定了电池的尺寸（以063048为例，尺寸为6.0×30×48mm）2、客户要求的容量和电池的放电类别（动力型、高温型、普通型），通常而言电池所能达到的容量一般为普通型＞高温型＞动力型（以便确定所需要的材料）3、材料的选用：3.1容量≥1000mAh的型号，如果客户无容量或高温要求的用正极CN55系列3.2有高温要求的型号，正极材料必须使用Co系列，电解液必须用高温电解液二、卷芯设计1、容量设计根据客户要求的最小容量来确定设计容量。设计容量（mAh）=要求的最小容量×设计系数=（长×2-刮粉）×宽÷10000×面密度×理论克容量注：设计系数:标称容量≤200mAh设计系数一般取1.10~1.20；标称容量200＜C≤350mAh设计系数一般取1.08±0.02；标称容量C＞350mAh设计系数一般取1.07±0.02。2、卷针的设计2.1卷针的宽度Wj=电芯的宽度-卷针厚度-电芯的厚度-1.7（根据实际情况而定）2.2卷针厚度Tj由卷针的宽度决定,具体见卷针统计表。3、包装膜尺寸设计3.1包装膜膜腔长度的确定：膜腔长度=成品高-顶封宽度（5mm）3.2包装膜膜腔长度的确定：膜腔宽度=成品宽-1.2mm3.3槽深的设计：槽深H与电芯厚度的关系如下：H=T-α其中：T—电芯的厚度；α—当型号为双坑电池时，α取0.2当型号为单坑电池时，α取-0.23.4包装袋长、宽尺寸的确定：3.4.1包装袋宽度:a.厚度≤5mm的电池铝塑膜宽度为电池本体宽度+（45～50mm），取代5mm的整数倍为规格；b.厚度﹥5mm的电池铝塑膜宽度为电池本体宽度+（55～60mm），取代5mm的整数倍为规格；3.4.2包装袋长度:铝塑膜长度=成品电池长度×2+10mm环宇达电池科技有限公司—2—5、极片的设计：5.1隔膜宽度=卷芯高度=电芯高度-5mm，（客户容量要求高的小型号电池或极片较宽的各别型号除外）；5.2负极片宽度=电芯高度-7mm（客户容量要求高的小型号电池或极片较宽的各别型号除外）；5.3正极片宽度=电芯高度-（8~9mm），（客户容量要求高的小型号电池或极片较宽的各别型号除外）；5.4正极片长度设计原则：容量达到客户要求，控制面密度和卷绕圈数5.5负极片长度=正极片长度-半圈长度5.6隔膜长度=负极长度×2+（20~30mm）6、面密度比：6.11000mAh以下，面密度比为2.25～2.3，优选2.25；6.21000-2000mAh，面密度比为2.2～2.25，优选2.2；6.32000-4000mAh面密度比为2.15～2.2，优选2.15；6.44000mAh以上，面密度比为2.1～2.15，优选2.1；6.5CN55系列，面密度比为1.75～1.9，优选1.85；6.6Mn系列，面密度比为2.5～2.9，NM28为2.5，NM19为2.7，Mn为2.9；6.7Fe系列，面密度比为2.35；7、极片厚度的确定：为保证极片中活性物质的性能发挥，涂布后的极片要进行适当压片，一般根据材料的压实密度来确定不同面密度的极片的压片厚度。表1.不同材料的压实密度材料LiCoO2CN55LIFePO4MnNM19NM28斯诺MAG-5压实密度/g/m33.93.62.152.92.93.01.558、电解液量的确定8.1钴酸锂容量双坑≥1.5A单坑≥3A双坑≥1A单坑≥2A单坑≥0.8A单坑＜2A≥0.5A＜0.8A≥0.3A＜0.5A≥0.1A＜0.3A＜0.1A负极材料340330320310295280260+0.1环宇达电池科技有限公司—3—8.2钴酸锂+镍钴锰酸锂5：5容量500-10001001-15001501-20002000以上单坑290300310320双坑2953053153258.3锰酸锂系列（Mn，Mn28,Mn19）：无论容量大小暂时均按230计算8.4磷酸铁锂：无论容量大小暂时均按135计算9、极耳使用9.12mm：容量≤500mAh，宽度≤25mm，特殊型号除外，如PL952248等型号；9.23mm：容量300～1500mAh，宽度25～40mm；9.34mm：容量1200～4500mAh，宽度≥30mm；9.45mm：容量4500～5500mAh；9.58mm：容量≥5500mAh.以及某些需要快速充放电的电池也必须用8mm，用在电动自行车上的型号PL0670150等型号。10、电芯试卷：采用已初步确定的参数（卷针、极片长度、极片厚度等）制作极片进行试卷，根据试卷电芯的尺寸确定最终的方案；卷绕电池的负极双面面密度原则上要求≤200g/m2。11、电芯中心距规定客户无要求时，根据“2”中选定的卷针宽度-极耳宽度-2来预定，并通过试卷进行确认，最终结果按实际尺寸确定。如按卷针选定中心距≥44mm需用错位卷针。12、切边和折边宽度切边宽度一般控制在3.2—4.5mm，切边和折边原则为:1)双折边根据生产实际情况确定，折边后不高于电芯表面；单折边最小热封宽度≥2.5mm，折边后不高于电芯表面（个别型号除外）2)如客户无特殊要求均采用双折边。