[发明专利]降低卷绕式动力电池衰减速率的极片设计方法及装置

权利要求书

1.一种降低卷绕式动力电池衰减速率的极片设计方法，其特征在于，包括：

模型建立步骤，建立卷绕式动力电池的极片模型；

数量确定步骤，根据卷绕式动力电池的电池容量和放电倍率，确定极片模型中极耳的数量n；n为正整数；

位置确定步骤，根据极片模型中极耳的数量n，获取卷绕式动力电池同等放电倍率下极片的集流体发热最小的n个位置，作为每个极耳的最优设计位置。

2.根据权利要求1所述的降低卷绕式动力电池衰减速率的极片设计方法，其特征在于，所述位置确定步骤，具体为：

获取通过集流体上某一位置的电流I与该位置x的关系；

获取集流体上该位置的电阻R与该位置x的关系；

根据I、R，计算流过该位置的电流在该位置产生的热量W与该位置x的关系；

根据极耳的数量n、W与x的关系，求取卷绕式动力电池同等放电倍率下极片的集流体发热最小的n个位置，作为每个极耳的最优设计位置。

3.根据权利要求2所述的降低卷绕式动力电池衰减速率的极片设计方法，其特征在于，所述位置确定步骤，具体为：

获取通过集流体上某一位置的电流I与该位置x的关系：I＝k₁x；k₁为第一定值；

获取集流体上该位置的电阻R与该位置x的关系：R＝k₂x；k₂为第二定值；

根据I、R，计算流过该位置的电流在该位置产生的热量W与该位置x的关系：W＝[k₁k₂/3]x³；以K＝k₁k₂/3，则W＝Kx³；

根据极耳的数量n、W与x的关系，求取卷绕式动力电池同等放电倍率下极片的集流体发热最小的n个位置，作为极耳的最优设计位置。

4.根据权利要求3所述的降低卷绕式动力电池衰减速率的极片设计方法，其特征在于，当极耳的数量为1时，

以集流体的长度为1，极耳与第一端的距离为x；0x1；

x处集流体发热为：

W＝K(x³+(1-x)³)；

求取使W为极小值时的x作为极耳的最优设计位置，即，

令dW/dx＝K(6x-3)＝0，得到

则对于单极耳极片来说，极耳的最优设计位置位于极片中部。

5.根据权利要求3所述的降低卷绕式动力电池衰减速率的极片设计方法，其特征在于，当极耳的数量为2时，

以集流体的长度为1，两个极耳与第一端的距离分别为x、y；0xy1；

x、y处集流体发热之和为：

求取使W为极小值时的x、y作为两个极耳的最优设计位置，即，

令得到

则对于双极耳极片来说，两个极耳的最优设计位置位于极片的处、处。

6.根据权利要求3所述的降低卷绕式动力电池衰减速率的极片设计方法，其特征在于，当极耳的数量为3时，

以集流体的长度为1，三个极耳与第一端的距离分别为a、b、c；0abc1；

a、b、c处集流体发热之和为：

求取使W为极小值时的a、b、c作为三个极耳的最优设计位置，即，

令

得到

则对于三极耳极片来说，三个极耳的最优设计位置位于极片的处、处、处。

7.根据权利要求1或2所述的降低卷绕式动力电池衰减速率的极片设计方法，其特征在于，极耳的最优设计位置位于按极耳数目n把极片均分的片段的正中部，即处、处、处、……处、处。