36V电动自行车电池的设计
需要完成的任务:完成36V电动自行车电池的设计
1设计一种电动自行车用36V叠片式锂离子电池组,额定容量20Ah。
2 给出所设计的电池制造的工艺流程,大致核算一下电池成本。
二 材料条件
1 正极材料由下表自由选取。
LiCoO2
LiNiO2
LiMn2O4
LiFePO4
材料实际比容量
(mAh/g)
135~140
180~220
80~100
90~110
正极片压实密度
(g/cm3)
3.5~3.9
3.0~3.2
3...
需要完成的任务:完成36V电动自行车电池的设计
1设计一种电动自行车用36V叠片式锂离子电池组,额定容量20Ah。
2 给出所设计的电池制造的
,大致核算一下电池成本。
二 材料条件
1 正极材料由下表自由选取。
LiCoO2
LiNiO2
LiMn2O4
LiFePO4
材料实际比容量
(mAh/g)
135~140
180~220
80~100
90~110
正极片压实密度
(g/cm3)
3.5~3.9
3.0~3.2
3.3~3.6
2.8~3.0
成本
(元/公斤)
450
350
70
100
2 负极材料由下表自由选取。
中间相碳微球类材料
合成石墨类材料
天然石墨类材料
材料实际比容量
(mAh/g)
300~310
280~300
320~330
负极片压实密度
(g/cm3)
1.6~1.8
1.5~1.7
1.4~1.6
成本
(元/公斤)
200
40
110
3 正负极集流体厚度在以下范围内自由选取。
负极铜箔厚度8~10微米;
正极铝箔厚度16~20微米。
4 膈膜厚度在以下范围内自由选取。
膈膜厚度使用16~25微米的PE膈膜。
成本约12元/平米
5 正负极配方在以下范围内自主选取。
正极配方:
活性物质
导电剂
粘结剂
含量范围(%)
89~95
2~5
3~6
负极配方:
活性物质
导电剂
粘结剂
含量范围(%)
87~93
2~5
5~8
6 电解液为1mol L-1LiPF6-EC+DEC+DMC(1:1:1v/v)
用量4-6g/Ah,注意内腔体积。
成本90元/公斤
三 电池设计的基本步骤
1 正极活性物质选择。
2 负极活性物质选择。
3 正极集流体厚度选择。
4 负极集流体厚度选择。
5 正极配方的选择。
6 负极配方的选择。
7 计算电池正负极活性物质的用量。
(1) 根据控制电极的实际比容量来计算单体电池中控制电极(正极或负极)的物质用量;
(2) 计算非控制电极的活性物质用量。
8 极片总面积的计算。
9 确定极片的几何尺寸和极片数量。
10 计算电池正负极板平均厚度。
(1) 求每片电极物质用量;
(2) 每片电极的厚度。
10 电池隔膜(隔板)材料的选择及其厚度、层数的确定。
(1) 根据选定的电池系列确定隔膜材料;
(2) 确定隔膜厚度及层数。
11 确定电解液的浓度及用量
12 确定电池的松紧度及单体电池的容量尺寸。
(1) 装配松紧度的确定及电池内腔的计算;
(2) 根据电池内径及电极尺寸,确定单体电池或组合电池的容器尺寸。
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