锂离子动力电池设计
动力软包锂电池,模组设计要点
动力软包锂电池，模组设计要点电池模组可以理解为锂离子电芯经串并联方式组合，加装单体电池监控与管理装置后形成的电芯与pack的中间产品。
其结构必须对电芯起到支撑、固定和保护作用，可以概括成3个大项：机械强度，电性能，热性能和故障处理能力。
是否能够完好固定电芯位置并保护其不发生有损性能的形变，如何满足载流性能要求，如何满足对电芯温度的控制，遇到严重异常时能否断电，能否避免热失控的传播等等，都将是评判电池模组优劣的标准。
高性能需求的电池模组，其热管理的解决方案已经转向液冷或相变材料。
软包电池单体能量密度在常见三种锂电池封装形式中，最容易做高，但到了模组设计这一层，对产品整体安全性的考虑任务却最重，可以说是把一部分电芯的活转移给了模组结构。
模组的主要组成软包电池，各家设计选择差距比较大，上图中式一种较为典型的形式，其基本组成包括：模组控制请（常说的BMS从板），电池单体，导电连接件，塑料框架，冷板，冷却管道，两端的压板以及一套将这些构件组合到一起的紧固件。
其中两端的压板除了起到聚拢单体电芯，提供一定压力的作用以外，往往还将模组在pack中的固定结构设计在上面。
结构设计结构设计要求。
结构可靠：抗震动抗疲劳；工艺可控：无过焊、虚焊，确保电芯100%无损伤；成本低廉：PACK产线自动化成本低，包括生产设备、生产损耗；易分拆：电池组易于维护、维修，低成本，电芯可梯次利用性好；做到必要的热传递隔离，避免热失控过快蔓延，也可以把这一步放到pack设计再考虑。
据了解，目前，行业内圆柱电芯的模组成组效率约为87%，系统成组效率约为65%；软包电芯模组成组效率约为85%，系统成组效率约为60%；方形电芯的模组成组效率约为89%，系统成组效率约为70%。
软包电芯的单体能量密度比圆柱和方形有更高的提升空间，但对模组设计要求较高，安全性不易把控，这都是需要结构设计解决的问题。
一般模组优化途径。
提升空间利用率也是优化模组的一个重要途径。
基于＂飞电容＂技术的动力锂离子电池组保护系统的设计
ｂ 保 护 系统 的过 充 、 放等 电压保 护 值 可 由用 户 ） 过 任意设 置 ， 设置 范 围为 ２０Ｖ～ ． ． ４ ５Ｖ。 ｃ 具有 断线 保 护 功 能 。每个 电池 的 正 负 极 均 有 ） 检测线连 接至保 护 系统 ， 电池 组 由于受震 动等原 因 ， 当 检测线 出现 断路 ， 护 系统 能 马上 发 现并 立 即切 断 主 保
锂离子电池的研发队伍 中， 尽管动力锂离子电池相对
于镍氢 、 铅酸 以及镍镉 电池 在 比能量 、 积 、 命 、 体 寿 环保 性 等各方 面都 具有无 可 比拟 的优 势 ， 且 它 的规 模应 而 用也是 大势所 趋 ， 电池组 的成本 、 但 安全 性等 方面 的因 素仍然 制约着 动力锂 离子 电池市 场 的扩大 。锂离子 电 池都需要 配备 电子保 护 系 统 ， 防止 电池 出 现过 充或 以 过 放而 发生爆炸 ， 由于各 厂 家 制造 动 力 锂离 子 电池 但 所 采用 的材料 以及 配方 均不 尽相 同 ， 致使 电池 的过充 、 过放保 护 电压 多种 多样 ， 用 现 有 的锂 电单节 或 多节 采
机 ， 出了相应 的硬件 设计 方案 ， 引入 了分 时运行 的软件 设计 方 法 ， 提 还 实现 了低 功 耗 的 设计 目标 。 实
验结果表明， 系统可靠性高， 该 适应性广， 成本低廉 ， 可进一步推进动力锂 离子电池的广泛应用。
关键 词 ： 电容 ； 力锂 离子 电池 ； 飞 动 断线检 测
维普资讯
第 ３ 卷第 ８ ３ 期
２０ ０７年 ８月
电 子 工 叠 师
ＥＬＥＣ ｎ ０ＮＩ Ｃ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲ
Ｖ １３ ． ０ ． ３ Ｎｏ ８ Ａｕｇ ２ ０ ． ０７
磷酸铁锂动力电池设计知识详解
***结构设计 PACK独特技术— —“八个一致”配组原则
自放电一致 电压一致 内阻一致 容量一致
八个一致
循环寿命一致 平台一致 恒流比一致 带电量一致
结内论阻：一八致个一致的配组原则，可确保动力电池组正常使用8年后容量保持率依然在80% 以上。
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PACK独特技术— —“八个一致”配组原则
PACK独特技术— —“八个一致”配组原则
PACK独特技术— —“八个一致”配组原则
电池的成组原则为：使用同一个档次的电芯组装，当某一批次该档次的电 芯数量不够时，使用相邻批次同档电压同档容量的电芯补足缺额。严禁不同电 压、不同内阻档次电芯用于同一电池组的组装。如图：
Y14C10同档次电芯 （数量较Y14C14同 档电芯多）
Y14C11同档次电芯 （数量较Y14C13同 档电芯多）
目录
1 认识磷酸铁锂电池 2 ***高品质电芯 3 ***独特的结构设计 4 ***强大的电池管理系统 5 ***动力锂电池的安全测试
认识磷酸铁锂电池
1 什么是磷酸铁锂电池
铁锂知识
2 磷酸铁锂电池的应用领域
3 磷酸铁锂电池的比较优势
认识磷酸铁锂电池
什么是磷酸铁锂电池 是指以磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。相对其它传统正极材料的 锂电池，磷酸铁锂电池具有安全可靠性高，循环寿命长和经济环保等优 点。
单体电池正负极焊接螺纹铜柱,用螺母紧固连接，牢固性强
按GB/T 2423.10中规定测试电池组的抗机械振动,试验后电池组没有 机械损坏、没有变形和紧固部位的松动现象。电池组完好，无损伤。
导 电 性： 螺母紧固连接部位进行阻抗测试，阻值较小，可以进行大电流导电。 电池进行串并联，内阻影响小。
散 热 性： 同大电池（如几十安时，上百安时）相比，小电池组合结构间隙分布 均匀，散热效果好。
锂离子动力电池及其应用
14.94
60/(0.6C) 237 3.97 16.96 3212
16.16
80/(0.8C) 32 0.74 3.133 3129
14.15
图5-8 锂离子电池充电曲线
在实际电池组应用中，可以以锂离子电池允许的 最大充电电流充电，达到限压后，进行恒压充电 ，这样在减少充电时间的基础上，也保证了充电 的安全性。
镍与钴的性质非 常相近，而价格 却比钴低很多， 井且对环境污染 较小。
图5-2层状LiCoO2的结构示意图
Mn元素含量丰富，价格便宜，毒性远小于过渡 金属Co、Ni等。主要缺点是电极的循环容量容 易迅速衰减，原因主要有：
①LiMn2O4的正八面体空 隙发生变化产生四方畸变
②LiMn204中的锰易溶解于 电解液中而造成流失
锂离子电池的优点
1)工作电压高。钴酸锂3.6V，锰酸锂3 .7V， 磷酸铁锂3.2V。
2)比能量高。理论比能量可达200W·h／kg以 上，实际应用中也可达140W·h/kg。
3)循环寿命长。深度放电循环次数可达1000次 以上；低放电深度循环次数可达上万次。
4)自放电小。月自放电率仅为总容量5 ％ ～9％ 5)无记忆效应。 6)环保性高。不包含汞、铅、镉等有害元素，是
锂离子电池负极材料
负极材料是决定锂离子电池综合性能优劣的关键 因素之一，比容量高、容量衰减率小、安全性能 好是对负极材料的基本要求。
图5-6锂离子电池的负极材料
石墨是锂离子电池碳材料中应用最早、研究最多 的一种，其具有完整的层状晶体结构。石墨的层 状结构，有利于锂离子的脱嵌，能与锂形成锂一 石墨层间化合物，其理论最大放电容量为 372mA·h／g，充放电效率通常在90％以上。 锂在石墨中的脱／嵌反应主要发生在0～0 .25V 之间(相对于Li+/Li)，具有良好的充放电电压平 台，与提供锂源的正极材料匹配性较好，所组成 的电池平均输出电压高，是一种性能较好的锂离 子电池负极材料。
动力电池系统设计 —— 锂离子行业常见术语
01 锂离子行业常见术语
1.3 内阻(mΩ):
电池的内阻是指电池在工作时 电流流过电池内部受到的阻力。内 阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。 电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻，欧姆内阻是由电极材料、
电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成，极化内阻包 括电化学极化和浓差极化引起的电阻。 由于内阻的存在，当电池放电时，电流经过内阻要产生热量， 消耗能量，电流越大，消耗能量越多，所以内阻越小，电池的 性能越好，不仅电池的实际工作电压高，消耗在内阻上的能量 也少。 内阻的存在，使电池放电时的端电压低于电池电动势和开路电 压，充电时端电压高于电动势和开路电压。 电池的内阻不是常数，在放电过程中随时间不断变化，因为活 性物质的组成、电解液浓度和温度都在不断地改变。 欧姆电阻遵守欧姆定律；极化电阻随电流密度增加而增大，但 不是线性关系，常随电流密度的对数增大而线性增大。
以 10Ah电池举例：以2A放电，则放电倍率为0.2C,；以20A放电，则放电倍率为2C。
01 锂离子行业常见术语
1.13 电池能量（Wh)
定义：指电池储存的能量的多少，用Wh来表示。 公式：能量（Wh) ＝额定电压（V）×工作电流 （A）×工作时间 （h）。 举例：3.2V15Ah单体电芯的能量为48Wh, 3.2V100Ah电池组的能量为320Wh。电池能量是衡量电池带动设备 做功的重要指标，容量不能决定做功的多少。
01 锂离子行业常见术语
1.11 循环寿命（ Cycle life )
概念：二次电池经历一次充放电称为一个周期或次循环，电池在反复充放电后，容量会逐渐下降在一定的放 电条件下，电池容量降至80%时，电池所经受的循环次数就是循环寿命。循环寿命与电池充放电条件有关：锂离 子子电池室温下1C充放电循环寿命可达300-500次（行业标准），最高可达800至1000次。
AGV梯次利用退役动力锂电池设计
时代汽车 AGV 梯次利用退役动力锂电池设计范文健上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007摘 要： 在电动汽车技术飞速发展的今天，退役动力锂电池的梯次循环利用问题日益凸显。
在汽车整车制造领域，AGV 的铅蓄电池具备换为退役动力锂电池的可能。
上汽通用五菱汽车股份有限公司立足于制造系统，开展了对整车动力锂电池梯次应用于工厂AGV 的研究，本文以某款AGV 电源为例，主要进行了电池包PACK 方案和电池管理系统(BMS)的设计以及电气设计选型，并应用于实车验证。
通过上述研究验证了AGV 梯次利用退役动力锂电池的可行性，并实现了AGV 梯次利用退役动力锂电池的设计改造。
关键词：电池梯次利用 退役动力锂电池 AGV 电源改造1 引言锂离子动力电池被世界科学家称誉为“21 世纪洁净的环保新能源”，具有极大的发展潜力。
随着国家对新能源电动汽车的规划和扶持，锂电技术不断创新和飞速发展，同时也存在废旧电池的处置问题。
据中国汽车技术研究中心预测，2018～2020年全国累计报废动力电池将达12万～20万吨，而到2025年，这一数字累计将超过75万吨，市场规模超过百亿元[1]。
从环境保护和资源利用方面来看，对废旧锂电池的回收再利用问题亟待解决。
2018年，工信部发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》，明确指出由汽车生产企业承担动力蓄电池回收的主体责任。
由行业标准可知，新能源汽车动力电池衰减至标称容量的80%，需从车上退役。
此退役动力电池的容量和功率仍然可以适用于一些低动力性能要求场合，可对其进行梯次利用。
基于退役锂电池梯次利用的可行性，各企业近年来积极开展退役电池回收利用的研究，其中梯次利用电池常用于通信基站储能备电[2-3]；上汽通用五菱作为行业领先的新能源汽车制造公司，也对退役动力电池的综合回收利用展开了一系列研究[4-5]，尤其是在退役锂电池应用于物流载具电源中取得了一系列成果。
本文以某款AGV 为对象，分析了退役锂电池与AGV 工作参数以及具体工况的兼容性，对用于AGV 电源的梯次利用退役锂电池进行了PACK 方案设计、机械设计和电气设计，对AGV 实现了梯次利用锂电池的改造。
特斯拉动力电池结构特点及工作原理
特斯拉动力电池结构特点及工作原理特斯拉动力电池是特斯拉公司研发的一种高性能锂离子电池，广泛应用于其电动汽车产品中。
它具有一系列独特的结构特点和工作原理，使得特斯拉动力电池在市场上备受瞩目。
特斯拉动力电池的结构特点主要表现在以下几个方面：1. 三元锂离子电池：特斯拉动力电池采用的是三元锂离子电池，相比于传统的磷酸铁锂电池，具有更高的能量密度和更好的充放电性能。
这使得特斯拉电动汽车具有更长的续航里程和更高的性能表现。
2. 大容量设计：特斯拉动力电池采用大容量设计，单体电池的容量通常在200Ah以上。
这使得特斯拉电动汽车可以存储更多的电能，进而提供更远的续航里程。
3. 模块化设计：特斯拉动力电池采用模块化设计，每个电池模块包含数百个电池单体。
这种设计可以提高电池的可靠性和安全性，同时也方便了电池的维护和更换。
4. 冷却系统：特斯拉动力电池采用了先进的冷却系统，通过在电池模块之间布置冷却管道，有效地降低了电池的温度。
这可以提高电池的寿命和性能，并防止电池过热造成的安全隐患。
特斯拉动力电池的工作原理主要包括以下几个步骤：1. 充电：当特斯拉电动汽车接通电源时，电流经过充电插座进入电池系统，通过充电管理系统对电池进行充电。
在充电过程中，正极材料（如钴酸锂）释放出锂离子，并通过电解质层迁移到负极材料（如石墨）上储存。
2. 储存：在充电过程中，锂离子在负极材料上储存，同时电解质层起到了电荷传递的作用。
负极材料的纳米结构可以提供更多的表面积，增加锂离子的储存容量。
3. 放电：当特斯拉电动汽车行驶时，电池系统释放储存的电能供电。
在放电过程中，锂离子从负极材料迁移到正极材料上，通过电解质层传递电荷，释放出电流。
4. 冷却：在放电过程中，特斯拉动力电池的冷却系统起到了重要的作用。
通过冷却管道在电池模块之间循环流动的冷却剂，可以有效地降低电池的温度，防止电池过热。
总的来说，特斯拉动力电池以其独特的结构特点和工作原理，实现了高能量密度、大容量、高性能和安全可靠性的优势。
多元复合锂离子动力电池-概念解析以及定义
多元复合锂离子动力电池-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：多元复合锂离子动力电池是一种利用多种正极材料和电解液配方组成的先进动力电池。
它具有高能量密度、高功率和长循环寿命等特点，逐渐成为新一代动力电池技术的研究热点。
本文将对多元复合锂离子动力电池的特点、制备工艺和材料选择，以及应用前景和发展趋势进行详细的探讨，并对未来的发展做出展望。
1.2 文章结构本文将从多元复合锂离子动力电池的特点、制备工艺和材料选择、以及应用前景和发展趋势三个方面进行论述。
首先，将介绍多元复合锂离子动力电池相较于传统电池的特点和优势，包括其高能量密度、长循环寿命、安全性等方面的特点。
其次，将详细探讨制备工艺和材料选择对多元复合锂离子动力电池性能的影响，包括正极材料、负极材料、电解质等方面的选择和制备技术。
最后，将对多元复合锂离子动力电池在各个领域的应用前景和发展趋势进行展望，包括新能源汽车、储能设备等领域的发展潜力和市场前景。
通过对以上内容的深入探讨，旨在全面了解多元复合锂离子动力电池的特性、制备技术和应用前景，为未来研究和应用提供理论基础和实践指导。
1.3 目的本文旨在探讨多元复合锂离子动力电池的特点、制备工艺和材料选择以及应用前景和发展趋势。
通过对多元复合锂离子动力电池的深入研究和分析，旨在为电池行业的发展提供新的思路和方法，推动锂电池技术的进步与创新。
同时，通过对未来展望和结束语的陈述，希望能够为相关领域的研究者和从业者提供参考和启发，促进多元复合锂离子动力电池技术的广泛应用和发展。
2.正文2.1 多元复合锂离子动力电池的特点多元复合锂离子动力电池是一种结合多种不同材料进行复合的锂离子电池，具有以下特点：1. 高能量密度：多元复合锂离子动力电池采用多种不同材料进行复合，可以有效提高电池的能量密度，提高电池的续航能力，使其在特定体积或重量下具有更高的能量存储能力。
2. 高安全性：由于多元复合锂离子动力电池采用了多种不同材料的复合结构，可以有效减少电池在充放电过程中的热量积累，提高了电池的安全性，减少了爆炸和火灾的风险。
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锂离子动力电池设计介绍磷酸铁锂正极材料的优点：1．超长寿命，长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右，最高达500次，而以磷酸铁锂为正极材料的动力电池，循环寿命可达到2000次以上，标准充电使用，可达到2000次。
同质量的铅酸电池最多也就1～1.5年时间，而磷酸铁锂电池在同样条件下使用，将达到７～８年。
综合考虑，性能价格比将为铅酸电池的4倍以上。
2．使用安全，磷酸铁锂可完全解决钴酸锂和锰酸锂的安全隐患问题，钴酸锂和锰酸锂在强烈的碰撞下会产生爆炸对消费者的生命安全构成威胁，而磷酸铁锂经过严格的安全测试即使在最恶劣的交通事故中也不会产生爆炸。
3．快速充放电。
可大电流2C快速充放电，在专用充电器下，1.5C充电40分钟内即可使电池充满，起动电流可达2C。
4．耐高温，磷酸铁锂电热峰值可达350℃～500℃而锰酸锂和钴酸锂只能在200℃左右。
5．大容量，磷酸铁锂动力电池的续行里程是同等质量铅酸电池的3～4倍，其优点可使电动自行车在重量上不超标（40kg/ 辆）的前提下，充一次电可跑120公里左右，对于上班族，充一次电能够使用一周左右的时间。
而铅酸电池配备的电动自行车在整车重量不超标的条件下，其电池容量最大为12Ah（铅酸电池重量此时已达13公斤，而同容量的磷酸铁锂电池的重量只有5公斤），充一次电最多能够行驶50km左右。
6．无记忆效应。
像镍氢、镍镉电池存在记忆性，而磷酸铁锂电池无此现象，电池无论处于什么状态，可随充随用，无须先放完再充电。
7．体积小、重量轻。
同等规格容量的磷酸铁锂电池的体积是铅酸电池体积的2/3，重量是铅酸电池的1/3。
8．绿色环保。
绝对的绿色环保电池电动自行车虽然为绿色环保型的交通工具，而其配备的铅酸电池中却存在着大量的铅，在其废弃后若处理不当，仍将对环境造成二次污染，而磷酸铁锂材料无任何有毒有害物质不会对环境构成任何污染，被公认为绿色环保电池，该电池无论在生产及使用中，均无污染。
随着中国加入WTO，中国电动自行车的出口量将迅速增大，而现在进入欧美的电动自行车已要求配备无污染电池，配备铅酸电池的电动车很难出口, 无疑磷酸铁锂动力电池将是最好的候补。
中国目前在国内生产（中试）磷酸铁锂的厂家多采用固相法，生产中批次间质量控制仍是一个难题。
据悉，武汉大学已经解决了这个难题，在不考虑掺杂导电剂因素的情况下，比容量已经达到理论容量（170mAh/g），独特的生产工艺（已申请专利保护）使得高质量的磷酸铁锂从原料到产品一步到位，生产中只有少量的蒸汽和二氧化碳产生，对环境影响小，质量易控制，降低了生产成本。
武汉大学拟进行中试。
电子辞典：什么是浮充?浮充是蓄电池组的一种供（放）电工作方式，系将蓄电池组与电源线路并联连接到负载电路上，它的电压大体上是恒定的，仅略高于蓄电池组的断路电压，由电源线路所供的少量电流来补偿蓄电池组局部作用的损耗，以使其能经常保持在充电满足状态而不致过充电。
因此，蓄电池组可随电源线路电压上下波动而进行充放电。
当负载较轻而电源线路电压较高时，蓄电池组即进行充电，当负载较重或电源发生意外中断时，蓄电池组则进行放电，分担部分或全部负载。
这样，蓄电池组便起到稳压作用，并处于备用状态。
浮充供电工作方式可分为半浮充和全浮充两种。
当部分时间（负载较重时）进行浮充供电，而另部分时间（负载较轻时）由蓄电池组单独供电的工作方式，称为半浮充工作方式，或称定期浮充工作方式。
倘全部时间均由电源线路与蓄电池组并联浮充供电，则称为全浮充工作方式，或称连续浮充工作方式。
以净充工作方式使用的蓄电池组，其寿命一般较全充放工作方式者要长，而且可改用较小些容量的蓄电池组来代替。
这种浮充供电工作方式多用于发电厂的断电备用电源和电话局的电话正常供电电源。
1 锂离子动力电池的设计基础1.1 动力电池设计的基本原则动力电池设计，就是根据用电设备的要求，为设备提供工作电源或动力电源。
因此，动力电池设计首先必须根据用电设备需要及电池的特性，确定电池的电极、电解液、隔膜、外壳以及其他部件的参数，对工艺参数进行优化，并将它们组成有一定规格和指标(如电压、容量、体积和重量等)的电池组。
动力电池设计是否合理，关系到电池的使用性能，必须尽可能使其达到设计最优化。
1.2 动力电池的设计要求动力电池设计时，必须了解用电设备具对电池性能指标及电池使用条件，一般应考虑以下几个方面：1电池工作电压；2电池工作电流，即正常放电电流和峰值电流；3电池工作时间，包括连续放电时间、使用期限或循环寿命；4电池工作环境，包括电池工作环境及环境温度；5电池最大允许体积；锂离子动力电池由于其具有优良的性能，使用范围越来越广，有时要应用于一些特殊场合，因而还有一些特殊要求，如耐冲击、振动、耐高低温、低气压等。
在考虑上述基本要求时，同时还应考虑材料来源、电池特性的决定因素、电池性能、电池制造工艺、技术经济分析和环境温度。
1.3 评价动力电池性能的主要指标动力电池性能一般通过以下几个方面来评价：1容量。
电池容量是指在一定放电条件下，可以从电池获得的电量，即电流对时间的积分，一般用Ah表示，它直接影响电池的最大工作电流和工作时间。
2放电特性和内阻。
电池放电特性是指电池在一定的放电制度下，其工作电压的平稳性，电压平台的高低以及大电流放电性能等，它表明电池带负载的能力。
电池内阻包括欧姆内阻和电化学电阻，大电流放电时，内阻对放电特性的影响尤为明显。
3工作温度范围。
用电设备的工作环境和使用条件要求电池在特定的温度范围内有良好的性能。
4 储存性能。
电池储存一段时间后，会因某些因素的影响使性能发生变化，导致电池自放电，电解液泄漏，电池短路等。
5 循环性能。
循环寿命是指二次电池按照一定的制度进行充放电，其性能衰减到某一程度时循环次数，它主要影响电池的使用寿命。
6 安全性能。
主要是指电池在滥用的条件下电池的安全性能如何，滥用条件主要包括过充电、短路、针刺、挤压、热箱、重物冲击、振动等，抗滥用性能的好坏是决定电池能否大量应用的首要条件。
2. 锂离子动力电池的设计基本步骤动力电池设计主要包括参数计算和工艺指定，具体步骤如下：1 确定组组合电池中单体数目，单体电池工作电压与工作密度① 单体电池数目 单体电池数目＝ 工作电压单体电池电池组工作电压② 确定单体电池工作电压与工作电流密度根据选定系列电池的伏安曲线，确定单电池的工作电压与工作电流密度，同时应考虑工艺的影响，如电极结构型式的影响。
2 计算电极总面积和电极数目① 根据要求的工作电流和选定的工作电流密度，计算电极总面积 电极总面积＝)2()(-∙cm mA mA 工作电流密度工作电流② 根据要求的电池外形最大尺寸，选择合适的电极尺寸，计算电极数目 电极数目＝面积极片电极总面积 3 计算电池容量① 额定容量 额定容量(Ah)＝工作电流×工作时间② 设计容量为了保证电池的可靠性和寿命，一般设计容量比额定容量高10％～20％。
设计容量(Ah)＝（1.1～1.2）额定容量4 计算电池正、负极活性物质用量① 计算控制电极的活性物质用量根据控制电极的活性物质的电化当量、设计容量以及活性物质利用率来计算单体电池中控制电极的物质用量。
对于锂离子动力电池而言，从安全性能和成本等因素来考虑，一般均采用正极材料作为控制电极的活性物质。
控制电极的活性物质用量＝活性物质利用率电化当量设计容量⨯② 计算非控制电极的活性物质用量单体电池中非控制电极活性物质的用量，应根据控制电极活性物质的用量来定，为了保证电池有较好的性能，一般应过量，通常取过剩系数为1～2之间。
锂离子动力电池通常采用碳负极材料过剩，过剩系数取1.1。
5 计算正、负极的平均厚度① 计算每片电极物质用量 每片正负极极片物质用量＝目单体电池正负极极片数量单体电池正负极物质用② 每片电极厚度集流体厚度孔率）（极片面积密度物质极片正负极物质用量度正负极活性物质平均厚⨯-⨯⨯=1 6 隔膜的选择锂离子电池经常用的隔膜有单层PE 、双层PP/PE 和三层PP/PE/PP 等微孔膜，厚度有25μm 、35μm 和40μm 等几种规格，可根据电池的实际需要选择。
7 确定电解液的浓度及用量根据选定的电池系列特性，结合具体设计电池的使用条件(如工作电流、工作温度等)或根据经验数据来确定电解液的组成、浓度和用量。
8 确定电池的装配比及单体电池壳体尺寸电池的装配比根据所选定的电池特性及设计电池的极片材料、厚度等情况来确定，一般控制在80％～90％。
根据用电设备对电池的要求选定电池后，再根据电池壳体材料的物理性能与机械性能，确定电池壳体的宽度、长度及壁厚、有无安全保护装置等。
3. 锂离子动力电池的设计举例本设计是根据公司市场部提出的要求，结合实际情况来做的。
客户具体要求为：要求提供8Ah 25V 锂离子动力电池组，有两个体积相同的壳体，壳体内部尺寸为：133mm ×95mm ×65mm ，要求电池的用极柱连接，正常工作电流3A 。
具体设计步骤如下：1. 单体电池数目锰酸锂动力电池工作电压为3.7V ，要组装25V 的电池组需要7块单体电池。
2. 电池容量设计1K C C ⨯=额设式中 C 设——电池设计容量；C 额——电池额定容量，8.0Ah ；K 1 ——电池设计安全系数，一般取1.1～1.2。
在此处取K 1为1.1，则 C 设＝8.0×1.1＝8.8Ah3. 电池尺寸设计根据电池组壳体的尺寸，结合所需电池的数目，采取一个壳体放4块电池，另一个壳体放3块电池，单体电池的外部尺寸为：130mm ×60mm ×22.5mm(含极柱),电池壳体外部尺寸：120mm ×60mm ×22.5mm 。
考虑动力电池对安全性能的要求比较高，在盖板上预留出一个防爆孔作为泄气装置，防止出现异常情况时电池爆炸。
4. 极片面密度设计通常锰酸锂正极活性物质的比容量为90mAh/g ，碳负极活性物质的比容量330mAh/g ，本设计按负极过量10％计算，因此正负极活性物质用量分别为：g W 8.97908800==+ g W 3.29330%)101(8800=+⨯=-结合实验数据和实际经验，在锰酸锂动力电池中，正极面密度一般为440g/m 2，与之相应的负极面密度为145g/m 2。
5. 极片高度设计在考虑极片高度时应注意以下几个方面：极片上部应有一定的空间，以便防充电时电池内压的增高，同时也为栓接留出足够的空间，通常负极高度比正极高2～4mm ，隔膜高度比负极高2～4mm 。
综合上述因素，结合电池壳体的尺寸，确定电池的正极极片高度为102mm ，负极极片高度为106mm ，隔膜高度为110mm 。
6. 极片长度的计算正极活性物质含量为92％，则极片长度为：m L 369.2102.0440/92.0/8.97==+ 结合实际操作需要，考虑将正极分成四段，每段料区长度为600mm ，为焊接极耳需要，还需留出一定的空白区域，此处选取空白区域为15mm ；考虑到负极极片要完全包裹正极，此处选定负极短片料区长度为610mm ，空白铜箔长度需根据实际需要确定。