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)