锂电池电解液用量如何计算？
来源：宝鄂实业
2019-04-18 20:01
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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×宽×厚）×片数×孔隙率
隔膜的孔隙体积=隔膜的面积×厚度×孔隙率
考虑到除了电芯之外，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。
1.1锂离子电池电解液简介
电池按照工作性质可以分为一次电池和二次电池。一次电池是指不可以循环使用的电池。二次电池是指可以反复充电、循环使用的电池，如先后商业化使用的铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池以及锂离子电池。锂离子电池具有平均输出电压高，比能量大，无记忆效应，使用寿命长，安全性能好、不含有毒物质等特点。因此，也被称为“绿色电池”。
锂离子电池制造所需的正极材料、负极材料、隔膜和电解质材料被称为锂离子电池四大关键材料，其中，锂离子电池电解质按其存在形态大致可以分为液态电解质、凝胶态电解质和固态电解质3种。从1991年全球第一只商业化锂离子电池诞生至今，锂离子电池电解质材料呈现出从液态到固态逐步发展的过程。现阶段，在电解质市场居统治地位的是液态电解质，一般称之为电解液。电解液号称锂离子电池的“血液”，在电池中正负极之间起到传导电子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。
电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐（六氟磷酸锂，LiFL6）、必要的添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成的。国产电解液是从2002年进入市场逐步取代进口产品的，通过不断改进和提高，产品质量已达到国际先进水平。目前国内电池生产商电解液配套已基本实现国产化，只有少部分使用进口电解液。
电解液的使用量上，根据不同材料以及不同电池的性能要求有区别，一般来说，以每Ah计算：钴酸锂电池需要3~5g，三元材料3~4g，磷酸铁锂5~6g。磷酸铁锂需要电解液比较多一些，主要因为磷酸铁锂比能量相比钴酸锂、锰酸锂和三元材料都要低一些，因此同样容量需要更多正极材料，同时磷酸铁锂的吸液性也相对更强。如果按照车辆计算，平均一辆电动大巴的电池组大概需要电解液200公斤，电动轿车需用电解液40公斤。
