锂电池的设计与研发培训教材.pptx

;主要内容;第二部分：设计篇 一 电池设计相关参数 二 设计思路 三 尺寸设计 四 安全性能设计;第三部分：研发篇 目前研发的主要方向 电池研发成果的必要条件 研发实验的设计 实验报告的书写 ;第一部分 基础篇;电池原理：;根据材料分：钴系 锰系 铁系电池 根据壳体分：钢壳 铝壳 软包电池 根据功能分：常规 倍率 动力电池 根据使用环境分：低温 高温电池 根据形状分：方形 圆柱 其他：折叠 弯曲 异型 ;电池功能特点;电池的用途;锂电池的常用术语;4 恒流充电 5 恒流放电 6 搁??? 7 循环 8 活化 9 化成 10 分容 11 自放电 12 放电率;第二部分：设计篇;一 电池设计相关参数: 型号：电池外壳的尺寸 433450A 容量：电池的1C的放电容量 800 mAh 面密度：单位面积的敷料重量 42mg/cm2 克容量 ：单位重量的活性物质释放的容量值 142mAh/g 压实密度：单位体积的敷料重量 3.8g/cm3 铝镍带宽：mm 隔膜厚度：mm ;铜铝箔厚度*宽度：mm*mm 辊压厚度：mm 卷针宽：mm 正负极容量比:% ;工艺设计;负极材料 ： 1 比容量高 2 比表面积小 振实高 3 结构稳定 4 可逆容量高 5 电位高 6 化学稳定性好， 7 环保 8 便宜;电解液;隔膜;铝镍带;工艺设计思路;2 容量（功率） 即能够支持电器设备一次持续工作的时间要求，比如：手机要求一次充电，能使用三天，航模 玩具飞机一次能飞3分钟等。 3 平台要求 电池一次放电 某一电压值以上持续放电的时间，比如：手机电池放电 到3.6V后，自动关机 ，就要求我们的电池3.6V电压平台的时间越长越好，在选用正极材料时，会根据材料的特性来满足这一要求。 4 使用环境 电池在不同的使用环境中，性能的发挥有很大的影响，比高温70℃与低温-20℃放出的容量有很大的差距。所以在设计时根据使用环境来选择所需的材料（正极料 电解液等）;5 工作时峰值与持续电流 用电器在不同的工作时间，输出电流有所不同，因此就得根据不同的电流值来选用材料，比如：放电电流大的电池，我们在设计时，就得考虑面密度大小 ，电解液种类，极耳数量 ，点焊点的数量，极耳种类，引线的过流等等。 6尺寸要求 现在各类普通电子产品都趋向轻而薄的观念，比如：手机超薄 MP3-MP4也是薄而轻，蓝牙耳机更是小。所以在电池的设计上更要求我们开发一些克比容量高，压实高的新材料，来满足产品的需要。; 长循环 7循环性能 8 BMS（电源管理系统）的合理选用 作为锂电池，我们在使用时，必须选用合理的BMS来对电池进行一系列的保持，如：过充 过放，过流 短路 均衡 过温。好的BMS能使电池的使用寿命得以正常发挥。 9 成本 除了以上的考虑因素之外，成本也是在设计时重点为考虑的，因为这关系到设计出来的产品，客户所能接受的价格是否有利可赚！！！！用最低的成本，做出满足客户要求的产品。;常见锂电池的使用参数：; 常见电池设计时不同的要求 ; 现对常识、参数、材料以及设计思路都有了一定的了解，下一步进行实际的尺寸工艺设计;尺寸设计;第 一步、列出相关的固定的参数： 正极克容量：142mAh/g 负极克容量 ：330mAh/g 正极压实密度：3.8g/cm3 负极压实密度：1.55g/cm3 正极钴酸锂比例：94% 负极石墨粉比例94% 隔膜厚度：0.016 极耳宽：4mm ; 1、小电池，一个卷芯，那么卷心最大厚度：=电池厚度-壳体厚度=5.2-0.2*2=4.8mm（一般铝壳厚度为0.2-0.3，不同地方可能不一样，但关系不大）2、卷芯高度，除去顶盖1mm，底盖0.5mm，塑料隔圈1.5mm，预留空间1mm，那么卷芯高度=50-1-0.5-1.5-1=46mm也就是说，隔膜可以是44mm宽。一般我们做铝壳的话，可能选20um的隔膜，做大电池的话，隔膜就可能厚点，大概25um到35um都有。3、负极宽度，负极肯定比隔膜窄，可以是1mm，也可以是2mm，看你怎么留了，在此假设2mm，那么负极宽度为42mm。（在做一些大型号电池时可适当加宽3-4mm)4、负极包住正极，那么正极比负极窄，1-3mm，因为是小电池，我们选1mm，正极宽度=44-1=43mm。;5、下面按照经验，假设正极双面密度=40.5mg/cm2，正极克容量140mAh/g,