第一部分 锂电池浆料沉浆理论计算
配料（也称混料）是锂电池制备过程中第一道工序，同时也是最重要工序之一。混料简言之就是将各颗粒材料与胶液或溶剂混合，形成稳定的悬浮液。既然是颗粒悬浮，必然颗粒将受重力影响沉积（行业术语称沉浆）。下面谈谈沉浆的理论公式
stokes
方程
……
（
1
）
......
（
2
）
其中，
V
：表示颗粒的体积
ρ1
：表示胶液密度
ρ2
：表示颗粒密度
η
：表示粘度
a
：表示颗粒半径
V0
：表示沉浆速度
搅拌工艺要求
……
（
3
）
……
（
4
）
其中，
r
：表示分散盘半径
V
：分散盘线速度
n
：分散盘转速
下面举例讨论固含量对沉浆速度的影响（固定加料顺序因子的影响）
正极体系配方比例
94
：
2.5
：
1
：
2.5
固含量
S.C=W%
，总量干粉为
a
克
m(PVDF
胶
)=2.5%a
，
m
（
NMP
溶剂）
=a
（
1/W-1
）
即
PVDF
胶的固含量
S.C=2.5a/
[
2.5a+a
（
1/W-1
）
]=2.5/(1/W+1.5)
结论
①η
一致，浆料固含量
↑，S.C
(PVDF)
会↑，V
0
将 ↓，ρ
(PVDF)
↑
②固含量一致，η将 ↑，V
0
将 ↓
负极体系配方比例
94.7
：
2
：
1.3
：
2
固含量
S.C=W’%
，总量干粉为
b
克
即
CMC
胶的固含量
S.C=
=1.3/(1/W’+0.3)
结论负极沉浆后加入CMC是提高胶液密度，使负极颗粒悬浮。
第二部分 锂电池极片设计理论
在确定生产何种电池时，首先需要对电池进行理论计算，如配方、理论容量、极片长宽、敷料面密度及压实、电解液注液量等等。下面先简单扼要推论电芯的设计。
下面的公式暂不讨论延伸率、反弹率、极耳体积、胶纸体积、极耳间隙位体积、留白体积、面垫体积等。下面以圆柱型电池为例
首先定义正极片（正极为控制电极，即负包正设计）
壳内径
=R
设计容量
=C
正极活性物比例
=a
正
正极克容量
=C’
正
正极宽度
=W
正
正极压实密度
=P
正
正极面密度
=A
正
正集流体厚度
=H
正
计算出
壳体横截面积
=ПR
2
……
（
1
）
正极片长度
=C/C’/A
正
/W
正
/C’
正
/2 ……
（
2
）
正极片厚度
=A
正
/P
正
+H
正
……
（
3
）
负极过量比
N/P=1.1
负极活性物比例
=a
负
负极克容量
=C’
负
负极宽度
=W
负
负极压实密度
=P
负
负极面密度
=A
负
负集流体厚度
=H
负
负包正长
=H’
负极片长度
=
正极片长度
+H’ ……
（
4
）
负极片厚度
=A
负
/P
负
+H
负
……
（
5
）
隔膜厚度
=H
隔膜
入壳率
=
[
正极片长度
*
正极片厚度
+
负极片长度
*
负极片厚度
+2H
隔膜
*
（负极片长度
+2ПR
）
]/ П R
2
……
（
6
）
注：入壳率
≈98%
第三 部分 锂电池极耳设计理论公式
一般的锂电池正负极端是通过内部镍极耳（铜镀镍）或铝极耳分别与负极、正极盖帽连接。当然，极耳的设计对过流能力有着重要影响，下面介绍一下极耳设计理论
一、极耳材质理论参数
（1）镍极耳的安全载流值为11-13A/mm2，镍的电导率在140000 S/cm，熔点在 1200℃～1400℃。
镍极耳的过流能力表
|
极耳厚度/mm
|
极耳宽度/mm
|
过流能力/A
|
|
0.1
|
3
|
3.5
|
|
0.1
|
4
|
4.5
|
|
0.1
|
5
|
5.5
|
|
0.1
|
6
|
6.5
|
（2）铜极耳的安全载流值5-8A/mm2，铜的电导率在584000 S/cm，熔点在 ≈1000℃。
（3）铝极耳的安全载流值3-5A/mm2，镍的电导率在369000 S/cm熔点在 ≈660℃。
二、极耳的几何位对阻抗影响理论设计
集流体（箔材）过流离极耳越远，过电流过弱；
平均电流值为集流体一半，简单说有效阻抗Reff为集流体阻抗值Ro一半
Reff=Rc/2
或Ra/2
其中
①
Rc
为正集流体阻抗值
②
Ra
为负集流体阻抗值
（1）极耳位于极片中间位
E=
（I/2）^2*（Ro/4）+（I/2）^2*（Ro/4）= I^2*（1/8）Ro=I^2*Reff
（2）极耳位于极片1/3位
E=
（I/3）^2*（Ro/6）+（2I/3）^2*（2Ro/6）= I^2*（1/6）Ro
（3）单极耳位于任意位
E=I^2*[x^2*x/2+
（1-x）^2*（1-x）/2]Ro
（4）双极耳位于任意位
E=
（I/3）^2*（Ro/6）+（I/3）^2*（Ro/6）+（I/3）^2*（Ro/6）
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