锂电池的换算公式计算｜常用锂电参数计算公式|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

计算｜常用锂电参数计算公式

来源：江子才

（1）电极材料的理论容量

电极材料理论容量，即假定材料中锂离子全部参与电化学反应所能够提供的容量，其值通过下式计算：

其中，法拉第常数(F)代表每摩尔电子所携带的电荷，单位C/mol，它是阿伏伽德罗数NA=6.02214 ×1023mol-1与元电荷e=1.602176 × 10-19 C的积，其值为96485.3383±0.0083 C/mol

故而，主流的材料理论容量计算公式如下:

LiFePO4摩尔质量157.756 g/mol，其理论容量为：

同理可得：三元材料NCM(1:1:1)(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 ) 摩尔质量为96.461g/mol，其理论容量为278 mAh/g,LiCoO2摩尔质量97.8698 g/mol，如果锂离子全部脱出，其理论克容量274 mAh/g.

石墨负极中，锂嵌入量最大时，形成锂碳层间化合物，化学式LiC6，即6个碳原子结合一个Li。6个C摩尔质量为72.066 g/mol，石墨的最大理论容量为：

对于硅负极，由5Si+22Li++22e- ↔ Li22Si5 可知， 5个硅的摩尔质量为140.430 g/mol，5个硅原子结合22个Li，则硅负极的理论容量为：

这些计算值是理论的克容量，为保证材料结构可逆，实际锂离子脱嵌系数小于1，实际的材料的克容量为：材料实际克容量=锂离子脱嵌系数 × 理论容量

（2）电池设计容量

电池设计容量=涂层面密度×活物质比例×活物质克容量×极片涂层面积

其中，面密度是一个关键的设计参数，主要在涂布和辊压工序控制。压实密度不变时，涂层面密度增加意味着极片厚度增加，电子传输距离增大，电子电阻增加，但是增加程度有限。厚极片中，锂离子在电解液中的迁移阻抗增加是影响倍率特性的主要原因，考虑到孔隙率和孔隙的曲折连同，离子在孔隙内的迁移距离比极片厚度多出很多倍。

（3）N/P比

负极活性物质克容量×负极面密度×负极活性物含量比÷（正极活性物质克容量×正极面密度×正极活性物含量比）

石墨负极类电池N/P要大于1.0，一般1.04~1.20，这主要是出于安全设计，主要为了防止负极析锂，设计时要考虑工序能力，如涂布偏差。但是，N/P过大时，电池不可逆容量损失，导致电池容量偏低，电池能量密度也会降低。

而对于钛酸锂负极，采用正极过量设计，电池容量由钛酸锂负极的容量确定。正极过量设计有利于提升电池的高温性能：高温气体主要来源于负极，在正极过量设计时，负极电位较低，更易于在钛酸锂表面形成SEI膜。

（4）涂层的压实密度及孔隙率

在生产过程中，电池极片的涂层压实密度计算公式：

而考虑到极片辊压时，金属箔材存在延展，辊压后涂层的面密度通过下式计算：

涂层由活物质相、碳胶相和孔隙组成，孔隙率计算公式：

其中，涂层的平均密度为：

（5）首效

首效=首次放电容量/首次充电容量

日常生产中，一般是先化成再进行分容，化成充入一部分电，分容补充电后再放电，故而：

首效=（化成充入容量+分容补充电容量）/分容第一次放电容量

（6）能量密度

体积能量密度(Wh/L)=电池容量(mAh)×3.6(V)/（厚度(cm)*宽度(cm)*长度(cm)）

质量能量密度(Wh/KG)=电池容量(mAh)×3.6(V)/电池重量

来源：江子才

怎么计算锂电池的电压和容量

一、要想计算锂电池的电压和容量，我们就得先了解不同正极材料的电压来计算额定电压

参数对比图

二、锂电池组是由电池单体（电芯）通过串并联来组成

1、串联(S)增加电压，容量不变。

例如：1个三元锂电池的额定电压为3.6V，容量为2600mAH，将10个三元锂电芯串联，电池组电压：3.6v*10＝36V，容量不变2600mAH，最终就是36V 2600mAH。

例如：1个磷酸铁锂电池的额定电压为3.2V，容量为4000mAH，将10个磷酸铁锂电芯串联，电池组电压：3.2v*10＝32V，容量不变4000mAH，最终就是32V 4000mAH。

2、并联(P)增加容量，电压不变。

例如：1个三元锂电池的额定电压为3.6V，容量为2600mAH，将10个三元锂电芯并联，电池组容量：2600mAH*10＝26000mAH，电压不变3.6V，最终就是3.6V 26000mAH。

例如：1个磷酸铁锂电池的额定电压为3.2V，容量为4000mAH，将10个磷酸铁锂电芯并联，电池组容量：4000mAH*10＝40000mAH，电压不变3.2V，最终就是3.2V 40000mAH。

3.电芯同时有串联和并联，同上计算方法，算出电压，容量就行。

4.锂电池组电量WH＝电池组额定电压V*电池组的容量AH。

通常这个也是锂电池组价格的计算方式。

例如：三元电池组48V15AH

电压：3.7V*13=48.1V≈48V

容量：2500mAh*6=15000mAh=15Ah

WH：48v*15ah＝720WH

价格：假如1.2元/wh，那么这个电池组的价格就是864元。

三、如何计算多少串

以三元48V，额定电压为3.6v为例：48/3.6=13.3≈14串

以三元48V，额定电压为3.7v为例：48/3.7=12.9≈13串

以铁锂48V，额定电压为3.2V为例：48/3.2=15串

也就是说三元13、14串都是代表48V，充电器要选择合适的；铁锂15串代表48V。

反之，别人跟你说三元14串，那就是说是48V的电池

以48V电池为例：

例：以一个三元单体3.7V计算：

13个单体串联（13*3.7V=48.1V）充电电压：13*4.2V=54.6V

14个单体串联（14*3.7V=51.8V）充电电压：14*4.2V=58.8V

例：以一个铁锂单体3.2V计算：

15个单体串联（15*3.2V=48.0V）充电电压：15*3.65V=54.75V

16个单体串联（16*3.2V=51.2V）充电电压：16*3.65V=58.4V

#头条创作挑战赛#

锂电池的换算公式计算｜常用锂电参数计算公式

计算｜常用锂电参数计算公式

怎么计算锂电池的电压和容量