锂离子电池的结构设计

锂离子电池的结构设计是怎样的

在设计要求上，由于电池壳选择为AA型（Φ14mm 50mm），电池结构设计主要指电池盖板、电池组件的密封性、极片尺寸、上板尺寸电池的气室，以及二极材料的大小。配套等设计。它们的设计是否合理，将直接影响电池的内阻、内压、容量和安全性。

(1)电池盖的设计

根据锂离子电池的性能，在电池充电结束时，正极电压高达4.2V以上。如此高的电压很容易使不锈钢或镀镍不锈钢阳极氧化腐蚀。因此，传统AA型Cd/Ni和MH/Ni电池使用的不锈钢或镀镍不锈钢盖板不能用于AA型锂离子电池。考虑到锂离子电池的正极集电体可以使用铝箔而不被氧化和腐蚀，因此可以在AA型Cd/Ni电池盖板的基础上进行修改设计。

首先，在不改变AA型Cd/Ni电池盖板双层结构和外观的情况下，将电池盖板的镀镍不锈钢底层换成金属铝，然后将铝片和镀镍层包裹起来不锈钢上层通过卷边使其成为一个整体，它们之间放置一个耐压为1.0~1.5MPa的乙丙橡胶排气阀。实验证实，改装后的电池盖不仅具有良好的气密性和安全性，而且耐腐蚀，易于与铝制正极片焊接。

(2)装配密封性的测定

组装紧密度的大小主要由不同的电池系列、电极和隔膜的尺寸以及膨胀程度决定。

For the design of lithium ion aa battery, the expansion of the electrode is mainly caused by the additives of acetylene black and polyvinylidene fluoride in the positive and negative materials. Due to the small amount of addition, the expansion of the electrode after liquid absorption will not be too large. ; During the charge and discharge process, the electrode expansion caused by the insertion/detachment of Lit in the cathode material, such as LiCoO₂ and the electrolyte is also very small; the thickness of the battery diaphragm is only 25m, and its composition is Celgard2300PP/PE/PP three-layer film , The swelling degree is also smaller after liquid absorption.

综合以上因素，锂离子电池应采用紧密组装的结构设计。通过电池卷绕、外壳和电池注入实验，结合电池解剖后极粉是否脱落或粘附在隔膜上的结果，可以确定锂离子电池的组装紧密度为η=86%~92%。