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

常見元素的原子質量

? 常見材料的物理真密度

? 正極材料

? 負極材料

電池發(fā)揮克容量（mAh/g）=IF(正極不可逆容量mAh>正極對應部分負極不可逆容量mAh，正極放電克容量mAh/g，正極放電克容量mAh/g-(正極對應部分負極不可逆容量mAh-正極不可逆容量mAh)/正極活性物質量g) ? 效率=放電克容量/充電克容量 ? 正極活物質理論容量=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表示物質的摩爾質量,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*正極活性物質比例

極片設計

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

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=正極活物質密度/活物質比例

正極涂層真密度=1/[活物質比例/真密度+導電劑1比例/真密度+導電劑2比例/真密度+粘結劑比例/真密度]

正極輥壓目標厚度=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）

負極寬=正極寬+（負極寬-正極寬的差）

負極高=正極高+（負極高-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

負極涂層密度=負極活物質密度/活物質比例

負極涂層真密度=1/[活物質比例/真密度+導電劑1比例/真密度+導電劑2比例/真密度+粘結劑比例/真密度+增稠劑比例/真密度]

負極輥壓目標厚度=負極厚度/（1+輥壓之后厚度回彈率）

負極厚度(um)=負極兩面涂布面密度(mg/cm2)/負極涂層密度(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+內部隔膜長度+外部隔膜長度+正極片數(shù)*正極厚度+負極片數(shù)*負極厚度

正極片數(shù)=（疊片總片數(shù)-1）/2

負極片數(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)

負極涂布面積=負極寬*負極高*負極片數(shù)

電芯寬度=負極寬度+隔膜-負極寬度差+隔膜厚度*4

電芯高度（不含極耳）=負極高度+隔膜-負極高度差

電芯的厚度=正極片數(shù)*正極厚度+負極片數(shù)*負極厚度+（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/內部空間的厚度

高度方向的富余=內部空間的高度-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%負極厚=負極厚度*（1+SOC100%負極涂層膨脹率）

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)+負極厚度*SOC100%負極涂層膨脹率*負極片數(shù)

SOC100%厚度富余=內部空間的厚度-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

正極活物質量=正極涂層重量*正極活物質比例 ? 正極活物質量=正極涂層重量*正極活物質比例 ? 正極導電劑量=正極涂層重量*正極導電劑比例 ? 正極PVDF量=正極涂層重量*正極粘結劑比例 ? 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 ?

負極計算方法同正極

?極片全體孔隙體積=正極涂層空隙+負極涂層空隙 ? 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=正極活物質量*正極發(fā)揮克容量

電池能量=電池容量*公稱電壓

電池質量能量重量密度=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/負極極耳厚度/負極極耳寬度

正極充電容量=正極活物質量*充電克容量

正極放電容量=正極活物質量*放電克容量

正極不可逆容量=正極充電容量-正極放電容量

正極對應部分負極不可逆容量=負極活物質量*涂布面積比正極/負極*不可逆克容量

負極實際使用容量=負極充電容量-正極對應部分負極不可逆容量

正極對應部分的負極放電可能容量=負極活物質量*涂布面積比正極/負極*放電克容量

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

編輯：黃飛