如何計算鋰電參數?

(1)電極材料的理論容量

電極材料的理論容量，即假設材料中所有鋰離子都參與電化學反應所供應的容量，按下式計算:

其中，法拉第常數(F)表示每摩爾電子攜帶的電荷量，單位為C/mol，是阿伏伽德羅常數NA=6.02214×1023mol-1與元素電荷e=1.602176×10-19C的乘積，其值為96485.3383±0.0083C/mol

因此，主流材料理論承載力計算公式如下:

LiFePO4的摩爾質量為157.756g/mol，其理論容量為:

同樣，三元材料NCM(1:1)(lini1/3co1/3mn1/3O2)的摩爾質量為96.461g/mol，其理論容量為278mAh/g,LiCoO2的摩爾質量為97.8698g/mol。假如鋰離子全部釋放，其理論容量為274mah/g。

在石墨負極中，當鋰包埋量最大時，形成鋰碳層間化合物，化學式為LiC6，即6個碳原子與1個鋰原子化合。6cmol的質量為72.066g/mol，石墨的最大理論容量為:

為硅陽極,李四+22+5+e-22↔Li22Si5表明五硅摩爾質量是140.430克/摩爾,五個硅原子與李22,是硅陽極容量的理論:

這些計算值就是理論克容。為了保證材料結構的可逆，實際鋰離子的脫嵌系數小于1。實際材料克容量為:材料實際克容量=鋰離子包埋系數×理論容量

(2)電池設計容量

電池設計容量=鍍膜層密度×活料比×活料克數×電極鍍膜面積

其中，表面密度是一個關鍵的設計參數，重要在涂層和軋制過程控制中。在壓實密度不變的情況下，涂層密度的增大意味著電極厚度增大，電子傳遞距離增大，電子電阻增大，但新增程度有限。在厚電極膜中，電解液中鋰離子遷移阻抗的增大是影響倍增器特性的重要原因?？紤]到孔隙率和孔隙的交錯，離子在孔隙中的遷移距離是電極膜厚度的好幾倍。

(3)N/P比值

G負極活性物質的能力×負極的活性物質密度×內容比負極活性物質的&pide;(G正極活性物質的能力×正極的活性物質密度×內容的比例在正極活性物質)

石墨負極電池的N/P大于1.0，一般為1.04~1.20，這重要是為了安全設計，重要是為了防止負極鋰的演化，設計時應考慮工藝容量，如鍍層偏差等。但是，當N/P過大時，電池的不可逆容量損失會導致電池容量過低，電池能量密度降低。

鈦酸鋰負極采用過量正極設計，電池容量由鈦酸鋰負極的容量決定。正極的過度設計有利于提高電池的高溫性能:高溫氣體重要來自負極。當正電極過量設計時，負電極電位較低，容易在鈦酸鋰表面形成SEI。

(4)涂層的壓實密度和孔隙率

在生產過程中，電池電極涂層壓實密度的計算公式如下:

考慮到在軋制極板時金屬箔是延展的，軋制后涂層的表面密度計算公式如下:

涂層由活性材料相、碳橡膠相和孔隙組成。孔隙度計算公式如下:

式中，涂層的平均密度為:

(5)主效應

初始效應=第一次放電容量/第一次充電容量

在日常生產中，通常先將其轉換成容積，再將容積分成若干部分，并充一部分電，再將電量加到容積中，再將其排出，因此:

初始效應=(形成電荷容量+新增的電容)/電容第一放電容量

(6)能量密度

體積能量密度(Wh/L)=電池容量(mAh)×3.6(V)/(厚度(cm)×寬度(cm)×長度(cm))

質能密度(Wh/KG)=電池容量(mAh)×3.6(V)/電池