电源设计(方型)

磷酸铁锂动力电池设计设计过程中未考虑工艺能力对设计的影响。设计中的相关参数见下表。设计中取容量平衡系数围1.08；正极冷压密度为1.1g·cm-3；负极冷压密度取1.5g·cm-3；烘烤后正负极膜片的反弹系数为1.02；半电状态正极膜片总反弹系数（包括烘烤、注液、化成过程中的厚度反弹）为1.08；半电状态负极膜片总反弹系数（包括烘烤、注液、化成过程中的厚度反弹）为1.15。欲用正负极活性材料配方及材料性质材料质量分数/%真实密度/g·cm-3比容量/mAh·g-1正极LiFePO4911.3150PVDF51.78Super-P32.0KS-612.0负极C94.52.2350CMC1.51.3SBR31.0Super-P12.0欲用附件材料性质材料宽/mm厚/mm密度/g·cm-3孔隙率/%铝箔—0.0162.7—铜箔—0.0128.58—铝极耳30.0802.7—镍极耳30.0808.9—隔膜—0.020—38电池尺寸电池厚=25mm，电池宽=65mm，电池长=210mm卷绕层数取磷酸铁锂的涂布面密度为18mg/cm2（北大先行提供）负极的最大涂布面密度=1.08×18×正极冷压厚度（18mg/cm2面密度）=18÷2.4÷100×2＋0.016=0.166（mm）负极冷压厚度（8.027mg/cm2面密度） =8.027÷1.5÷100×2＋0.012=0.119（mm）正极半电状态厚度（18mg/cm2面密度）=（0.166-0.016）×1.08＋0.016=0.178（mm）负极半电状态厚度（8.027mg/cm2面密度）=（0.119-0.012）×1.15+0.012=0.135(mm)对应半电状态一层卷绕厚度=0.178＋0.135＋2×0.020=0.353（mm）对应卷绕层数=（22÷2）÷0.353=32层层数取为32层。所需原料的量卷针尺寸：210×38×6，圆角R=3卷32层的长度≈3.14×[（0.353+32×0.353）×32÷2+32×3]+38×32≈2103(mm)所需铜箔、铝箔的面积=2103×210=441630（mm2）所需铜箔的质量=441630×10-6×0.012×10-3×8.58×103=0.04547kg所需铝箔的质量=441630×10-6×0.016×10-3×2.7×103=0.01908kg所需隔膜的面积=441630×2=883260（mm2）所需磷酸铁锂的量=441630×2×18×0.91×10-5=144.7(g)额定容量=340.5×150×10-3=22(Ah)所需石墨的量=441630×2×8.027×0.945×10-5=67（g）电解液质量计算（取其密度为1.2g/cm3）正极膜片真实密度=1÷（91%÷1.3+5%÷1.78+4%÷2）=1.337g/cm3负极膜片真实密度=1÷（94.5%÷2.2+1.5%÷1.3+3%÷1+1%÷2）=2.100g/cm3正极膜片孔隙率=1－1.1÷1.337=17.7%负极膜片孔隙率=1－1.5÷2.100=28.6%正极膜片孔体积=441630×（0.166－0.016）×17.7%=11725mm3负极膜片孔体积=441630×（0.119－0.012）×28.6%=13515mm3隔膜