[发明专利]一种锂离子电池理论保液量的计算方法

说明书

本发明涉及一种锂离子电池理论保液量的计算方法，包括以下步骤：(1)、计算电解液分解消耗的质量m，电解液密度ρ和溶剂分子量Mw；(2)、计算正极片上正极涂层的孔隙体积Vc；(3)、计算负极片上负极涂层的孔隙体积Va；(4)、计算隔膜的孔隙体积Vs；(5)、计算铝塑膜间隙体积Vp；(6)、根据得到的m、ρ、Mw、Vc、Va、Vs和Vp计算出电解液保液量M。本发明具有周期短，成本低，适合大规模生产使用等特点。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种锂离子电池理论保液量的计算方法。

背景技术

软包锂离子电池由于体积小，容量高，循环性能好，安全性能高等诸多特点而被广泛应用在各个领域。软包电池的结构是由正极、负极和电解液等部分构成，其中电解液虽然不能给锂电池提供容量，但作为整个电池的能量传输介质，对锂离子电池性能的影响至关重要。比如电解液的纯度、化学组成、电解质的浓度和电解液的添加量都会影响电池性能。当电解液过少影响正负极片和隔膜的浸润，不仅导致离子传输路径变大，锂离子无法自由穿梭在正负极之间，使未浸润的正负极材料无法参与化学反应来传输能量，而且会增大界面电阻，影响锂电池的倍率性能和循环性能；但电解液过多会导致单电池重量增加，降低电池的功率密度和能量密度，增加生产成本。因此适量的电解液对于性能优化、成本控制和环境保护有着至关重要的作用。

现有电解液添加量可以通过容量测试以及理论计算来确定保液量。首先，测试不同注液量电池的容量，得到单位容量注液量的经验值，但这种经验值会由于正负极材料、隔膜、电池类型的不同而不同。而且实验制作工序复杂、周期长、成本高难以适应千变万化的市场需求。因此本发明公开了一种通过测试锂电池的尺寸和材料组成的理化性质来理论计算锂电池保液量的方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种周期短，成本低，适合大规模生产使用的锂离子电池理论保液量的计算方法。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种锂离子电池理论保液量的计算方法，包括以下步骤：

(1)、计算电解液分解消耗的质量m，电解液密度ρ和溶剂分子量Mw；

(2)、计算正极片上正极涂层的孔隙体积Vc；

(3)、计算负极片上负极涂层的孔隙体积Va；

(4)、计算隔膜的孔隙体积Vs；

(5)、计算铝塑膜间隙体积Vp；

(6)、根据得到的m、ρ、Mw、Vc、Va、Vs和Vp计算出电解液保液量M。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述电池保液量计算如下：M＝(Vc+Va+Vs+Vp)*ρ+m。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述电解液质量m计算如下：负极材料比容量Ca，首次充放电效率E，电解液与锂离子反应摩尔比R，电解液溶剂分子量Mw，法拉第常数F，电解液消耗量计算如下：m＝Ca*(1-E)*Wa*La*(Ha-Hd)*Ti*Ra*3.6/F*R*Mw。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述正极涂层的孔隙体积Vc计算如下：正极材料真密度Tc和占比Rc，导电剂的真密度Td和占比Rd，粘结剂的真密度Tb和占比Rb，正极片的长Lc，正极片的宽Wc，正极片的压实密度Te，正极片的厚度Hc，正极箔材的厚度Hf，则Vc计算如下：Vc＝Wc*Lc*(Hc-Hf)-Wc*Lc*(Hc-Hf)*Te*(Rc/Tc+Rd/Td+Rb/Tb)＝[1-Te*(Rc/Tc+Rd/Td+Rb/Tb)]*Wc*Lc*(Hc-Hf)。