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锂离子电池电解液用量计算方式参考

发布日期:2023-12-03 07:59:09作者: m6米乐平台网址

  锂离子电池是由正、负极极片,隔膜,电解液以及壳体极耳等辅助材料组成的。电池极片涂层可看成一种复合材料,主要由三部分所组成:(1)活物质颗粒;(2)导电剂和黏结剂相互混合的组成相;(3)孔隙,需要填满电解液。电池隔膜也是多孔结构的,一方面,隔绝电子,另一方面孔隙需要填充电解液允许锂离子通过。因此,锂离子电池的电解液量主要是需要填充满极片和隔膜里面的孔隙,孔隙体积就是电解液用量体积,即:

  考虑到除了电芯之外,壳体内部的空间还有没有被填充的剩余空间(这些空间也能够准确的通过电池设计计算出来),这一些地方也会残存电解液,即:

  硬壳电池残存体积较多,实际电解液用量比理论值大很多,软包电池里面剩余空间一般,残存电解液量适量,圆柱电池里面空间利用率高,残存电解液量少。

  隔膜的厚度和孔隙率材料厂家会提供,比如厚度25微米,孔隙率49%。根据电芯设计或者直接拆解电池测量可以隔膜的长度和宽度,计算出隔膜面积,这样隔膜需要的电解液量就可以计算出来。

  而极片的参数,结合实际极片可以测量长、宽和涂层的厚度(除箔外)。极片的孔隙率计算方式为:

  实际工作经验中,铜箔的延展率为0%,铝箔延展约1%。常见材料的真密度如表所示(参考文献1)。

  【1】吴娇杨, 刘品, 胡勇胜,等. 锂离子电池和金属锂离子电池的单位体积内的包含的能量计算[J]. 储能科学与技术, 2016,  5(4):443-453.

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