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          極片和隔膜的孔隙體積計算方法

          2019/8/10 142

          鋰離子電池是由正、負極極片,隔膜,電解液以及殼體極耳等輔助材料組成的。電池極片涂層可看成一種復合材料,主要由三部分組成:(1)活物質顆粒;(2)導電劑和黏結劑相互混合的組成相;(3)孔隙,需要填滿電解液。隔膜也是多孔結構的,一方面,隔絕電子,另一方面孔隙需要填充電解液允許鋰離子通過。因此,鋰離子電池的電解液量主要就是需要填充滿極片和隔膜里面的孔隙,孔隙體積就是電解液用量體積,即:
           
          電解液體積=正極片孔隙體積+負極片孔隙體積+隔膜孔隙體積
           
          而極片和隔膜的孔隙體積計算方法為:
           
          極片的孔隙體積=(每片極片涂層的長×寬×厚)×片數×孔隙率
           
          隔膜的孔隙體積=隔膜的面積×厚度×孔隙率
           
          考慮到除了電芯之外,殼體內部的空間還有沒有被填充的剩余空間(這些空間也可以根據電池設計計算出來),這些地方也會殘存電解液,即:
           
          實際電解液量=所有孔隙體積+殘存電解液體積
           
          硬殼電池殘存體積較多,實際電解液用量比理論值大很多,軟包電池內部剩余空間一般,殘存電解液量適量,圓柱電池內部空間利用率高,殘存電解液量少。
           
          隔膜的厚度和孔隙率材料廠家會提供,比如厚度25微米,孔隙率49%。根據電芯設計或者直接拆解電池測量可以隔膜的長度和寬度,計算出隔膜面積,這樣隔膜需要的電解液量就可以計算出來。

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