锂电池的设计与研发学习教案.ppt
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPT 页数:58 大小:3.6MB 金币:10 举报 版权申诉
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锂电池的设计(shèjì)与研发第二部分:设计篇一电池设计相关参数二设计思路三尺寸(chǐcun)设计四安全性能设计第三部分:研发篇目前研发的主要方向电池研发成果的必要条件研发实验的设计(shèjì)实验报告的书写第一(dìyī)部分基础篇电池(diànchí)原理:二锂电池种类:根据(gēnjù)材料分:钴系锰系铁系电池根据(gēnjù)壳体分:钢壳铝壳软包电池根据(gēnjù)功能分:常规倍率动力电池根据(gēnjù)使用环境分:低温高温电池根据(gēnjù)形状分:方形圆柱其他:折叠弯曲异型三电池功能(gōngnéng)特点四电池(diànchí)的用途五锂电池的常用(chánꞬyònꞬ)术语4恒流充电5恒流放电6搁置7循环8活化9化成(huàchénꞬ)10分容11自放电12放电率第二(dìèr)部分:设计篇一电池设计相关参数:型号:电池外壳的尺寸433450A容量(róngliàng):电池的1C的放电容量(róngliàng)800mAh面密度:单位面积的敷料重量42mg/cm2克容量(róngliàng):单位重量的活性物质释放的容量(róngliàng)值142mAh/g压实密度:单位体积的敷料重量3.8g/cm3铝镍带宽:mm隔膜厚度:mm铜铝箔厚度*宽度(kuāndù):mm*mm辊压厚度:mm卷针宽:mm正负极容量比:%二工艺(gōngyì)设计负极材料:1比容量高2比表面积小振实高3结构稳定4可逆容量高5电位高6化学(huàxué)稳定性好,7环保8便宜电解液隔膜(gémó)铝镍带工艺(gōngyì)设计思路2容量(功率)即能够支持电器设备一次持续工作的时间要求,比如:手机要求一次充电,能使用三天,航模玩具飞机一次能飞3分钟等。3平台要求电池一次放电某一电压值以上持续放电的时间,比如:手机电池放电到3.6V后,自动关机,就要求我们的电池3.6V电压平台的时间越长越好,在选用正极材料(cáiliào)时,会根据材料(cáiliào)的特性来满足这一要求。4使用环境电池在不同的使用环境中,性能的发挥有很大的影响,比高温70℃与低温-20℃放出的容量有很大的差距。所以在设计时根据使用环境来选择所需的材料(cáiliào)(正极料电解液等)5工作时峰值与持续电流用电器在不同的工作时间,输出电流有所不同,因此就得根据不同的电流值来选用材料,比如:放电电流大的电池,我们在设计时,就得考虑面密度大小,电解液种类,极耳数量,点焊点的数量,极耳种类,引线的过流等等。6尺寸要求现在各类普通电子产品都趋向轻而薄的观念,比如:手机超薄MP3-MP4也是薄而轻,蓝牙耳机更是小。所以在电池的设计上更要求我们开发一些(yīxiē)克比容量高,压实高的新材料,来满足产品的需要。7循环性能长循环8BMS(电源管理系统)的合理选用作为锂电池,我们在使用时,必须选用合理的BMS来对电池进行一系列的保持,如:过充过放,过流短路均衡过温。好的BMS能使电池的使用寿命得以正常发挥。9成本除了以上的考虑因素之外,成本也是在设计时重点为考虑的,因为(yīnwèi)这关系到设计出来的产品,客户所能接受的价格是否有利可赚!!!!用最低的成本,做出满足客户要求的产品。常见(chánꞬjiàn)锂电池的使用参数:常见(chánꞬjiàn)电池设计时不同的要求现对常识(chángshí)、参数、材料以及设计思路都有了一定的了解,下一步进行实际的尺寸工艺设计三尺寸(chǐcun)设计第一步、列出相关的固定的参数:正极克容量(róngliàng):142mAh/g负极克容量(róngliàng):330mAh/g正极压实密度:3.8g/cm3负极压实密度:1.55g/cm3正极钴酸锂比例:94%负极石墨粉比例94%隔膜厚度:0.016极耳宽:4mm1、小电池,一个卷芯,那么卷心最大厚度:=电池厚度-壳体厚度=5.2-0.2*2=4.8mm(一般铝壳厚度为0.2-0.3,不同地方可能不一样,但关系不大)2、卷芯高度,除去顶盖1mm,底盖0.5mm,塑料隔圈1.5mm,预留空间1mm,那么卷芯高度=50-1-0.5-1.5-1=46mm也就是说,隔膜可以是44mm宽。一般我们做铝壳的话,可能选20um的隔膜,做大电池的话,隔膜就可能厚点,大概25um到35um都有。3、负极宽度,负极肯定比隔膜窄,可以是1mm,也可以是2mm,看你怎么留了,在此假设2mm,那么负极宽度为42mm。(在做一些大型号电池时可适当加宽3-4mm)4、负极包住正极(zhèngjí),那么正极(zhèngjí)比负极窄,1-3mm,因为是小电池,我们选