[发明专利]一种锂离子电池的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池领域，尤其涉及一种锂离子电池的设计方法。

背景技术

目前，各种锂离子电池的制造工艺基本相同，主要包括匀浆、涂布、碾压、分切、卷绕、注液、封口、化成和检测等，然而，在实际生产和应用过程中，对于材料体系、额定容量、加工条件等完全相同而结构形状不同的锂离子电池，其实际电化学性能往往存在较大的差异，尤其是在电芯卷绕工序中，卷针形状、卷绕张力等因素都对不同形状的锂离子电池的实际电化学性能带来一定影响。

目前，锂电池的形状主要包括方形和圆柱形。在锂离子电池的开发设计过程中，为了确保产品性能的稳定性和可靠性，需要对每一种新型号的锂电池进行电化学性能检测和分析，如果对所有新型号的锂电池进行检测，即对所有材料体系、规格和形状的新产品都按照常规的检测方法进行测试评估，则程序十分繁琐复杂，既延长了开发周期，也增加了开发成本。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种缩短设计周期、降低开发成本的锂离子电池的设计方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种锂离子电池的设计方法，用于计算锂电池的实际性能参数，包括以下步骤：

A：建立相同技术条件下的第一形状锂电池与第二形状锂电池之间的性能数据模型，所述性能数据模型包含第一形状锂电池与第二形状锂电池的实际性能参数之间的关系；

B：获取第一形状锂电池的实际性能参数；

C：根据所述性能数据模型计算第二形状锂电池的实际性能参数。

D：根据计算得到的第二形状锂电池的实际性能参数，判断所述第二形状锂电池是否满足性能要求。

其中，所述技术条件包括材料体系、额定容量和生产条件；所述实际性能参数包括实际质量比容量或容量保持率。

一种实施方式中，所述第一形状锂电池为圆柱形锂电池，所述第二形状锂电池为方形锂电池。

另一种实施方式中，所述第二形状锂电池为圆柱形锂电池，所述第一形状锂电池为方形锂电池。

优选地，所述圆柱形锂电池与方形锂电池的实际质量比容量之间的关系为：圆柱形锂电池的实际质量比容量较方形锂电池高2％～5％。

所述圆柱形锂电池与方形锂电池经100次循环后的实际循环容量保持率之间的关系为：所述圆柱形锂电池经100次循环后的实际循环容量保持率较方形锂电池低2％～6％。

本发明的有益效果是：本发明通过经验数据建立相同技术条件下不同形状的锂电池之间的性能数据模型，只需获取一种形状的锂电池的实际性能参数，即可通过性能数据模型计算得到其他形状的锂电池的实际性能参数，并不需要在新产品的设计开发过程中对所有新型号的锂电池都进行复杂、繁琐的电化学性能测试，因此，能够有效缩短新材料或新产品的开发周期，降低开发成本，对于新材料或新产品的开发具有一定的指导意义。

附图说明

图1为本发明一种实施例的锂电池的设计方法流程图；

图2为本发明一种实施例的锂电池的循环容量保持率变化比较图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

请参考表1所示的经取样测试和分析得到的三组不同型号的锂电池的质量比容量比较表，每组所包含的两个型号的锂电池对应的技术条件完全相同，即材料体系(电化学材料、活性物质含量、壳体材料、极片材料、极柱材料等)、额定容量(或理论容量)和加工条件(匀浆材料和配方，注入的电解液数量，制造工序等)相同，仅外型结构不同。

表1

第1组测试中，相同的技术条件下，型号为18650-1400mAh的圆柱形锂电池的实际总容量为1415.5mAh，计算得到该圆柱形锂电池的实际质量比容量为146.8mAh/g；型号为103456-1400mAh的方形锂电池的实际总容量为1403.8mAh，计算得到该方形锂电池的实际质量比容量为142.2mAh/g，二者的实际质量比容量的差值为4.6mAh/g，差值比率约为3％，即圆柱形锂电池的实际质量比容量较方形锂电池高3％。