聚合物锂電池参数计算公式有哪些？

TIME: 2023-08-14 新聞資訊

在做聚合物锂電池生产制造或购买的锂电池的时候，我们常常会电池的某个参数需要进行计算，对于不少专业做锂电池的人来说比较困难，下面介绍一下常见聚合物锂電池参数计算公式，希望可以帮到大家。

（1）锂電池電極材料的理論容量計算公式

電極材料理論容量，即假定材料中锂離子全部參與電化學反應所能夠提供的容量，其值通過下式計算：
故而，主流的材料理論容量計算公式如下：

LiFePO4摩爾質量157.756g/mol，其理論容量爲：

同理可得：三元材料NCM（1：1：1）（LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2）摩爾質量爲96.461g/mol，其理論容量爲278mAh/g，LicoO2摩爾質量97.8698g/mol，如果锂離子全部脫出，其理論克容量274mAh/g.
石墨負極中，锂嵌入量最大時，形成锂碳層間化合物，化學式LiC6，即6個碳原子結合一個Li。6個C摩爾質量爲72.066g/mol，石裏的最大理論容量爲：
對于矽負極，由5Si+22Li++22e-→Li22Si5可知，5個矽的摩爾質量爲140.430
g/mol，5個矽原子結合22個Li，則矽負極的理論容量爲：
這些計算值是理論的克容量，爲保證材料結構可逆，實際锂離子脫嵌系數小于1，實際的材料的克容量爲：材料實際克容量=锂離子脫嵌系數×理論容量（2）锂電池設計容量計算公式
電池設計容量=塗層面密度x活物質比例x活物質克容量×極片塗層面積其中，面密度是一個關鍵的設計參數，主要在塗布和輥壓工序控制。壓實密度不變時，塗層面密度增加意味著極片厚度增加，電子傳輸距離增大，電子電阻增加，但是增加程度有限。厚極片中，锂離子在電解液中的遷移阻抗增加是影響倍率特性的主要原因，考慮到孔隙率和孔隙的曲折連同，離子在孔隙內的遷移距離比極片厚度多出很多倍。

（3）聚合物锂電池的N/P比计算公式

負極活性物質克容量×負極面密度×負極活性物含量比（正極活性物質克容量×正極面密度×正極活性物含量比）石墨負極類電池N/P要大于1.0，一般1.04~1.20，這主要是出于安全設計，主要爲了防止負極析锂，設計時要考慮工序能力，如塗布偏差。但是，N/P過大時，電池不可逆容量損失，導致電池容量偏低，電池能量密度也會降低。

而對于钛酸锂負極，采用正極過量設計，電池容量由钛酸锂負極的容量確定。正極過量設計有利于提升電池的高溫性能：高溫氣體主要來源于負極，在正極過量設計時，負極電位較低，更易于在钛酸锂表面形成SEI膜。

（4）锂電池生産塗層的壓實密度及孔隙率計算公式在生産過程中，電池極片的塗層壓實密度計算公式：
而考慮到極片輥壓時，金屬箔材存在延展，輥壓後塗層的面密度通過下式計算：
塗層由活物質相、碳膠相和孔隙組成，孔隙率計算公式：
其中，塗層的平均密度爲：

（5）電池的首效計算公式

首效=首次放電容量/首次充電容量
日常生産中，一般是先化成再進行分容，化成充入一部分電，分容補充電後再放電，故而：
首效=（化成充入容量+分容補充電容量）/分容第一次放電容量

（6）能量密度計算公式

體積能量密度（Wh/L）=電池容量（mAh）×3.6（V）/（厚度（cm）寬度（cm）长度（cm））质量能量密度（Wh/KG）=电池容量（mAh）×3.6（V）/电池重量上面就是关于聚合物锂電池常见参数的几个计算公式，是比较方便的理论计算值，可以很好地帮助大家相对较快的查看锂电池厂家提供的电池产品是否符合自己的需求。

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