分享一份自己制作的軟包疊片電池設(shè)計表，主要包括正極材料體系、負(fù)極材料體系、極片設(shè)計、電芯設(shè)計、電池材料質(zhì)量、電池總體信息幾個部分。同時簡單介紹設(shè)計表中的公式。電池設(shè)計表僅根據(jù)實驗電池樣品進(jìn)行了確認(rèn)，僅供參考。表格中黃色區(qū)域為需要填寫的內(nèi)容，白色區(qū)域數(shù)值自動計算。

常見元素的原子質(zhì)量

? 常見材料的物理真密度

? 正極材料

? 負(fù)極材料

電池發(fā)揮克容量（mAh/g）=IF(正極不可逆容量mAh>正極對應(yīng)部分負(fù)極不可逆容量mAh，正極放電克容量mAh/g，正極放電克容量mAh/g-(正極對應(yīng)部分負(fù)極不可逆容量mAh-正極不可逆容量mAh)/正極活性物質(zhì)量g) ? 效率=放電克容量/充電克容量 ? 正極活物質(zhì)理論容量=96485n/3600M(Ah/g)=26.8n/M(Ah/g),其中n表示攜帶電量，Li+，n=1，Mg2+,n=2，M表示物質(zhì)的摩爾質(zhì)量,96485是法拉第常數(shù)，3600是1小時=3600秒

不可逆克容量=充電克容量-放電克容量

正極體積容量=發(fā)揮克放電容量*正極涂層密度*正極活性物質(zhì)比例

極片設(shè)計

正極兩面涂布面密度=（負(fù)極目標(biāo)使用容量+負(fù)極不可逆容量）*負(fù)極面密度*負(fù)極活物質(zhì)比例/（正極充電容量*正極活物質(zhì)比例）

Cu基材面密度(mg/cm2)=Cu真密度（g/cc）*Cu箔厚度(um)*0.0001*1000

正極涂層密度=正極活物質(zhì)密度/活物質(zhì)比例

正極涂層真密度=1/[活物質(zhì)比例/真密度+導(dǎo)電劑1比例/真密度+導(dǎo)電劑2比例/真密度+粘結(jié)劑比例/真密度]

正極輥壓目標(biāo)厚度=正極厚度/（1+輥壓之后厚度回彈率）

正極厚度(um)=正極兩面涂布面密度(mg/cm2)/正極涂層密度(g/cc)*10000/1000+輥壓后Al基材厚

輥壓后Cu基材厚=Cu基材厚/（1+輥壓后延伸率）

負(fù)極寬=正極寬+（負(fù)極寬-正極寬的差）

負(fù)極高=正極高+（負(fù)極高-正極高的差）

Cu基材面密度(mg/cm2)=Cu真密度（g/cc）*Cu箔厚度(um)*0.0001*1000

負(fù)極涂層密度=負(fù)極活物質(zhì)密度/活物質(zhì)比例

負(fù)極涂層真密度=1/[活物質(zhì)比例/真密度+導(dǎo)電劑1比例/真密度+導(dǎo)電劑2比例/真密度+粘結(jié)劑比例/真密度+增稠劑比例/真密度]

負(fù)極輥壓目標(biāo)厚度=負(fù)極厚度/（1+輥壓之后厚度回彈率）

負(fù)極厚度(um)=負(fù)極兩面涂布面密度(mg/cm2)/負(fù)極涂層密度(g/cc)*10000/1000+輥壓后Cu基材厚

輥壓后Cu基材厚=Cu基材厚/（1+輥壓后延伸率）

電芯設(shè)計

隔膜層數(shù)=疊片總片數(shù)+1

隔膜全長=隔膜層數(shù)*電芯寬度+內(nèi)部隔膜長度+外部隔膜長度+正極片數(shù)*正極厚度+負(fù)極片數(shù)*負(fù)極厚度

正極片數(shù)=（疊片總片數(shù)-1）/2

負(fù)極片數(shù)=（疊片總片數(shù)+1）/2

正極涂布面積=正極寬*正極高*正極片數(shù)

負(fù)極涂布面積=負(fù)極寬*負(fù)極高*負(fù)極片數(shù)

電芯寬度=負(fù)極寬度+隔膜-負(fù)極寬度差+隔膜厚度*4

電芯高度（不含極耳）=負(fù)極高度+隔膜-負(fù)極高度差

電芯的厚度=正極片數(shù)*正極厚度+負(fù)極片數(shù)*負(fù)極厚度+（隔膜層數(shù)+外部隔膜長度/電芯寬度）*隔膜厚度

厚度方向的富余量=內(nèi)部空間的厚度-電芯的厚度

厚度方向的富余度=厚度方向的富余量/內(nèi)部空間的厚度

高度方向的富余=內(nèi)部空間的高度-電芯高度

高度方向的富余度=高度方向的富余量/內(nèi)部空間的高度

SOC100%正極厚=正極厚度*（1+SOC100%正極涂層膨脹率）

SOC100%負(fù)極厚=負(fù)極厚度*（1+SOC100%負(fù)極涂層膨脹率）

SOC100%電芯厚度=電芯的厚度+正極厚度*SOC100%正極涂層膨脹率*正極片數(shù)+負(fù)極厚度*SOC100%負(fù)極涂層膨脹率*負(fù)極片數(shù)

SOC100%厚度富余=內(nèi)部空間的厚度-SOC100%電芯厚度

正極涂層重量=正極兩面涂布面密度(mg/cm2)/1000*正極涂布面積(mm2)/100

正極活物質(zhì)量=正極涂層重量*正極活物質(zhì)比例 ? 正極活物質(zhì)量=正極涂層重量*正極活物質(zhì)比例 ? 正極導(dǎo)電劑量=正極涂層重量*正極導(dǎo)電劑比例 ? 正極PVDF量=正極涂層重量*正極粘結(jié)劑比例 ? 溶劑NMP量=正極涂層重量/固含量（漿料）-正極涂層重量 ? Al基材量=Al基材面密度*(正極寬*正極高+正極焊極耳部寬*正極焊極耳部高)*正極片數(shù) ? 正極極片 1片重量=正極兩面涂布面密度/1000*正極寬*正極高+Al基材面密度*(正極寬*正極高+正極焊極耳部寬*正極焊極耳部高) ? 正極極片全重量=正極極片 1片重量*正極片數(shù) ? 正極涂層體積=正極涂層重量/正極涂層密度 ? 正極涂層孔隙體積=正極涂層體積-正極涂層重量/正極涂層真密度 ?

負(fù)極計算方法同正極

?極片全體孔隙體積=正極涂層空隙+負(fù)極涂層空隙 ? 極片中可能注液體積=極片全體孔隙體積*極片孔隙中可能注液體積的比例 ? 隔膜的體積（cc）=隔膜厚（um）/10000*隔膜高（mm）*隔膜全長（mm）/100 ? 隔膜的重量=隔膜的體積*隔膜的密度 ? 隔膜孔隙體積=隔膜的體積*隔膜孔隙率 ?

電芯體積=正極涂層體積+負(fù)極涂層體積+隔膜的體積+Al重量/Al密度+Cu重量/Cu密度

電芯重量=正極涂層重量+負(fù)極涂層重量+Al重量+Cu重量+隔膜重量

全部注液可能空間=極片全體孔隙體積+隔膜孔隙體積+內(nèi)部空間剩余量

可能注液量=電解液密度*全部注液可能空間

注液體積/極片孔隙=目標(biāo)注液量/電解液密度/極片全體孔隙體積

鋁塑膜和極耳

鋁塑膜可以根據(jù)電芯尺寸和面密度計算質(zhì)量和體積，極耳可以根據(jù)電池使用倍率下的電流計算極耳電流密度，再確定尺寸。主要包含表格中這些項目，本文沒有計算此部分，直接填入的實驗電池的鋁塑膜和極耳測量數(shù)據(jù)。

電池信息

電池重量=電芯重量+鋁塑膜殼體重量+注液量+正極極耳重量+負(fù)極極耳重量+膠帶重量+其他零部件重量

電池容量=正極活物質(zhì)量*正極發(fā)揮克容量

電池能量=電池容量*公稱電壓

電池質(zhì)量能量重量密度=電池能量/電池重量

電池體積能量密度=電池能量/電池體積

極耳1C電流密度=電池容量/負(fù)極極耳厚度/負(fù)極極耳寬度

正極充電容量=正極活物質(zhì)量*充電克容量

正極放電容量=正極活物質(zhì)量*放電克容量

正極不可逆容量=正極充電容量-正極放電容量

正極對應(yīng)部分負(fù)極不可逆容量=負(fù)極活物質(zhì)量*涂布面積比正極/負(fù)極*不可逆克容量

負(fù)極實際使用容量=負(fù)極充電容量-正極對應(yīng)部分負(fù)極不可逆容量

正極對應(yīng)部分的負(fù)極放電可能容量=負(fù)極活物質(zhì)量*涂布面積比正極/負(fù)極*放電克容量

N/P=負(fù)極兩面面密度*負(fù)極充電克容量*負(fù)極活物質(zhì)比例/（正極兩面面密度*正極充電克容量*正極活物質(zhì)比例）

編輯：黃飛