锂离子电池设计

　　锂电池的结构、壳体及零部件、电极的外形尺寸及制造工艺、两极物质的配比、电池组装的松紧度对电池的性能都具有不同程度的影响。因此，合理的电池设计、优化的生产工艺过程，是关系到研究结果准确性、重现性、可靠性与否的关键。

　　锂离子电池作 为一类化学电源，其设计亦需适合化学电源的基本思想及原则。化学电源是一种直接把化学能转变成低压直流电能的装置，这种装置实际上是一个小的直流发电器或 能量转换器。按用电器具的技术要求，相应地与之相配套的化学电源亦有对应的技术要求。制造商们均设法使化学电源既能发挥其自身的特点，又能以较好的性能适 应整机的要求。这种设计思想及原则使得化学电源能满足整机技术要求的过程，被称为化学电源的设计。

　　化学电源的设计主要解决问题是：

　　① 在允许的尺寸、重量范围内进行结构和工艺的设计，使其满足整机系统的用电要求;

　　② 寻找可行和简单可行的工艺路线;

　　③ 最大限度地降低电池成本;

　　④ 在条件许可的情况下，提高产品的技术性能;

　　⑤ 最大可能实现绿色能源，克服和解决环境污染问题。

　　随着锂离子电池的商品化，越来越多的领域都使用锂离子电池。由于技术问题，目前使用的锂离子电池还是以钴酸锂为主作为其正极材料，而钴是一种战略性资源， 其价格相当贵，同时由于其高毒性存在着环境污染问题，科研工作者正在进行这方面的努力，值得庆幸的是，锰酸锂及其掺杂化合物正作为最具有挑战替代钴酸锂正 极材料越来越引起人们的关注而将面世。本节电池的设计主要从电池的设计原理、设计原则及一般的计算方法进行介绍。简要地阐述电池壳体材料的选择原则、制作 工艺和环境保护等。

　　电池设计传统的计算方法是在通过化学电源设计时积累的经验或试验基础上，根据要求条件进行选择和计算，并经过进一步的试验，来确定合理的参数。

　　另外，随着电子计算机技术的发展和应用，也为电池的设计开辟了道路。目前已经能根据以往的经验数据编制计算机程序进行设计。预计今后将会进一步发展到完全用计算机进行设计，对缩短电池的研制周期，有着广阔的前景。对于锂电池生产厂家而言是好事。