电解液量计算方法

1、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。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就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：电解液体积=正极片孔隙体积+负极片孔隙体积+隔膜孔隙体积而极片和隔膜的孔隙体积计算方法为：极片的孔隙体积=（每片极片涂层的长x宽x厚）x片数x孔隙率隔膜的孔隙体积=隔膜的面积x厚度x孔隙率考虑到除了电芯之外，

2、壳体内部的空间还有没有被填充的剩余空间（这些空 间也可以根据电池设计计算出来），这些地方也会残存电解液，即：实际电解液量=所有孔隙体积+残存电解液体积硬壳电池残存体积较多，实际电解液用量比理论值大很多，软包电池内部剩 余空间一般，残存电解液量适量，圆柱电池内部空间利用率高，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，根据实际极片可以测量长、宽和涂层的厚度（除箔外）。极 片的孔隙率计算方法为：孔隙率=1 一瞿翳膏菁其中，涂层平均密度和

3、涂层压实密度分别为：输压右涂层面密度院压输压右涂层面密度院压5 一辗压后极片的厚度-尊涂层平均密度=活物底比例 导电剂比例 粘结剂比例 活晰质密彦.尽蜿密匿盘商疆而其中辗压后涂层面密度=翥做实际工作经验中，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;因为隔膜、正旗保膜片的总体殷容易计算得到.隔离眺的孔障率可从片品的物 理痿敷得到，所以关雄是膜并孔隙在总体租中所占的比例的计葬.可由式(S句) 汁算*腹片孔原率=1 骐片的冷压密度/材料的平均真实希度CG 61)例如偏设正极配方如 F LQoS : Super P : P4ym=95.5 蜡：2% : 2.5% 已如上述三神材f

4、4的食实密陛依次为4, 97gA:mL 2. 00g/cm5 , 1. 7ti g/rm NJ正极材料的平均耳变密度-J : 95. 5；斗4.97+知：-2. 00 4 2-S 4 1, 78) = 4- 633 (?若正极冷压密度为3. 7 R/cm3 F腰片孔隙 T =1 3. 7-r4. &35=L 1%表1计算所用正极活性物质及其比容量、电压Ikbli 1 (irtioiLc raitcriah and rhcir performances In. thecaIcuIaHoci正拔活性物质介了式4变缩写比容量 血VhgT1倒里压侮.L(yv真实密度 /jg-ern-13法】仙心卜国商

5、3.瀚J.05LiCoOT 别l_CO- 灿1斯4.30LiOOqULCO*22D22ft4.4U5 0$Li M电(方I. MO1淑4.1)54 33LiFelXhLFPIbft3.41)3 65iggLCP1那4.M3.70LiNjiMneLjjtXjjOjNCM33J的3.747SLiNjM 比 心虫NCM523海3 7Li-riM5U2503.754.7U(W = Ni3CQ(,Mii-25flx LMItiON xjLiMOiLfh*细细3.754.70(M = Ni. Co, Mrik2S4).t LhMuON -r)LiMOiLimh 澜3.754.70(M = Ni, Co,

6、Mn-300LiNj jp?(Lii1 BQNC.UO】甜3.70460Li N ioCOdj ANCA-200渤3.704 60Li N SojsCotLis A & sQr3。NCA-22022(13.70460ljMn.sNkj_s4LMM1354.TO4瑚表2计算所用负极活性物魇及其比容量、电压Table 2 Annde matcri:ih and their performance!； in the cakulacion色械活性物质分子式菰文觞与比容望AnAhC-1平料屯压修,Liyv真实密度graphitegr-aptttLf3部OJD2.20wti calwnSO 容应.SC-2

7、5U250U.50顷wA 3tIwl-4OU 容.*SC-400OO050顷Ira rd ea 侦 nHC25(1U.501湖SiC420 容量削0202.20S心丁1颇容鼠亲 O0Uitwu0 40如0牌C日伸容虽&-O4如4300.202.20ShC-liMM)容星Si-i WiG.402J0容量SE心枷。，辎2WLro1.563.43Lt metalLi)U.S3Li ineLil 睡土容:：；_Lt测蠕 OSS00.53Lt metal 5吗容是Li 50$193000 53Lt晒场1 33%容虱Li 35%12S700 53表3计算所用其他非活性物度参数Table 3 Inactiv

8、e materials considered in the calculation狙 成厚度/呻体密.度商密度/g-c-m-质量分数 必铜箱4963.5K铝箱102.702.70隔膜259S2.37隔膜+电解液251.022.56黏结剂1.803电解液1.20导电添加剖2.264电解液量对电池性能的影响？来源：钜大LARGE 2018-06-15点击量：276次不同的正负极材料选择合适的电解液体系，并不能保证电池具备好的电化学性能， 还要根据不同正极材料需求确定恰当的电解液量。电解液量需求的判断标准电解液作为锂离子迁移和电荷传递的介质，为确保活性物质得到充分应用，要求 电芯卷芯各空隙充满电解液

9、。各正极材料压实密度不一样，对电解液量的需求互 有差异。一般情况是压实密度大的钻酸锂正极材料电解液的需求小，压实密度低 的三元和锰酸锂正极体系电池电解液需求最大。电解液量对电池性能的影响(1 )电解液量对电池容量的影响从图1看滴加很少的电解液充放电曲线不正常，充电容量远大于其他值，放电容 量远小于其他值。容量随着电解液量的增加而增加，容量最好的电池是隔膜刚好 浸润。可见电解液量不够，正极片浸润不充分，隔膜未浸润，导致内阻偏大，容 量发挥较低。电解液量的增加有利于充分利用活性物质的容量。由此说明，电池 容量与电解液量有较大关系，电池容量随着电解液量的增加而增加，但最后基本 趋于恒定。(2)电解液

10、量对电池循环性能的影响从图1看随着倍率的增加容量差别更明显，电池的循环性能变差。电解液量较少， 导电率降低，循环后内阻增大快，加速电池局部电解液的分解或挥发，是电池循 环性能的恶化速度逐渐加快。电解液过多导致电芯的副反应也相对增加，产气量 较多，导致电芯的循环性能下降。再者电解液过量也浪费。由此可见电解液量对 电池的循环性能影响非常明显，电解液过少或过多，都不利于电池的循环性能。（3）电解液量对电池安全性能的影响电池的安全性能好主要是使用过程中不出现鼓壳和爆炸。电池爆炸的其中一个原 因就是注液量达不到工艺要求。当电解液量过少时，电池内阻大，发热多。温度 升高导致电解液迅速分解产气，隔膜融化，造成电池气胀短路爆炸。当所采用的 电解液与正负极材料发生副反应产气量过多时，可以通过添加适量的电解液浸润 剂来减少电解液加入量，从而降低产气过多的问题，提高电池安全性。而当电解 液量过多时，充放电过程产生的气体量