锂电池参数怎么计算？

来源：宝鄂实业 2020-03-26 12:31 点击量：次

如何计算锂电参数?

(1)电极材料的理论容量

电极材料的理论容量，即假设材料中所有锂离子都参与电化学反应所提供的容量，按下式计算:

其中，法拉第常数(F)表示每摩尔电子携带的电荷量，单位为C/mol，是阿伏伽德罗常数NA=6.02214×1023mol-1与元素电荷e=1.602176×10-19 C的乘积，其值为96485.3383±0.0083 C/mol

因此，主流材料理论承载力计算公式如下:

LiFePO4的摩尔质量为157.756 g/mol，其理论容量为:

同样，三元材料NCM(1:1)(lini1/3co1/3mn1 /3O2)的摩尔质量为96.461g/mol，其理论容量为278 mAh/g, LiCoO2的摩尔质量为97.8698 g/mol。如果锂离子全部释放，其理论容量为274mah /g。

在石墨负极中，当锂包埋量最大时，形成锂碳层间化合物，化学式为LiC6，即6个碳原子与1个锂原子化合。6 cmol的质量为72.066 g/mol，石墨的最大理论容量为:

为硅阳极,李四+ 22 + 5 + e - 22↔Li22Si5表明五硅摩尔质量是140.430克/摩尔,五个硅原子与李22,是硅阳极容量的理论:

这些计算值就是理论克容。为了保证材料结构的可逆，实际锂离子的脱嵌系数小于1。实际材料克容量为:材料实际克容量=锂离子包埋系数×理论容量

(2)电池设计容量

电池设计容量=镀膜层密度×活料比×活料克数×电极镀膜面积

其中，表面密度是一个关键的设计参数，主要在涂层和轧制过程控制中。在压实密度不变的情况下，涂层密度的增大意味着电极厚度增大，电子传递距离增大，电子电阻增大，但增加程度有限。在厚电极膜中，电解液中锂离子迁移阻抗的增大是影响倍增器特性的主要原因。考虑到孔隙率和孔隙的交错，离子在孔隙中的迁移距离是电极膜厚度的好几倍。

(3)N / P比值

G负极活性物质的能力×负极的活性物质密度×内容比负极活性物质的÷(G正极活性物质的能力×正极的活性物质密度×内容的比例在正极活性物质)

石墨负极电池的N/P大于1.0，一般为1.04~1.20，这主要是为了安全设计，主要是为了防止负极锂的演化，设计时应考虑工艺容量，如镀层偏差等。但是，当N/P过大时，电池的不可逆容量损失会导致电池容量过低，电池能量密度降低。

钛酸锂负极采用过量正极设计，电池容量由钛酸锂负极的容量决定。正极的过度设计有利于提高电池的高温性能:高温气体主要来自负极。当正电极过量设计时，负电极电位较低，容易在钛酸锂表面形成SEI。

(4)涂层的压实密度和孔隙率

在生产过程中，电池电极涂层压实密度的计算公式如下:

考虑到在轧制极板时金属箔是延展的，轧制后涂层的表面密度计算公式如下:

涂层由活性材料相、碳橡胶相和孔隙组成。孔隙度计算公式如下:

式中，涂层的平均密度为:

(5)主效应

初始效应=第一次放电容量/第一次充电容量

在日常生产中，通常先将其转换成容积，再将容积分成若干部分，并充一部分电，再将电量加到容积中，再将其排出，因此: