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>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-1.2mm。
3.3 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-0.2
3.4 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。
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
宽的个别型号除外)。
5.3正极片宽度=电芯高度-(8~9 mm),(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个)。
6、面密度比:
6.1 1000mAh以下,面密度比为2.25~2.3,优选2.25。
6.2 1000-2000mAh,面密度比为2.2~2.25,优选2.2。
6.3 2000-4000mAh,面密度比为2.15~2.2,优选2.15。
6.4 4000mAh以上,面密度比为2.1~2.15,优选2.1。
6.5 CN55系列,面密度比为1.75~1.9,优选1.85。
6.6 Mn系列,面密度比为2.5~2.9,NM28为2.5,NM19为2.7,Mn为
2.9。
6.7 Fe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 | LCO | CN55 | LFP | Mn | NM19 | NM28 | 斯诺MAG-5 |
压实密度/g/m3 | 3.9 | 3.6 | 2.15 | 2.9 | 2.9 | 3.0 | 1.5 |
8、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 | 340 | 330 | 320 | 310 | 295 | 280 | 260+0.1 |
8.2钴酸锂+镍钴锰酸锂5:5
容量 | 500-1000 | 1001-1500 | 1501-2000 | 2000以上 |
单坑 | 290 | 300 | 310 | 320 |
双坑 | 295 | 305 | 315 | 325 |
8.3 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
9.1 2mm:容量≤500mAh,宽度≤25mm,特殊型号除外,如PL952248等
型号。
9.2 3mm:容量300~1500mAh,宽度25~40mm。
9.3 4mm:容量1200~4500mAh,宽度≥30mm。
9.4 5mm:容量4500~5500mAh。
9.5 8mm: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。
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