圆柱电池极片长度计算器

今天分享一个自己利用EXCEL编辑的圆柱电池极片长度设计简单计算器，界面如下图所示：

操作步骤非常简单，具体如下：

（1）输入电池型号，可下拉选择常见型号。也可自定义，此时电池型号右侧填入电芯直径和高度数据；  

（2）输入壳厚和内径预留值。内径预留值为调节参数，该值越大说明空间利用率越低；  

（3）输入卷绕卷针直径、正负极和隔膜厚度，隔膜和负极先后卷绕圈数，自动计算。  

其中，卷绕过程为：卷绕开始，隔膜先卷绕n1圈  ，然后负极拆入先卷绕几mm后正极插入开始卷绕，正负极同时卷绕一定圈数，卷绕结束后，负极再卷绕m（m>1）圈，使负极涂层完全包裹正极，负极卷绕结束后，隔膜再卷绕n2圈。卷绕设计中n1、m和n2均可以在计算器内设定，一般地选择n1、m和n2分别为隔膜先卷2圈、负极后卷1圈，隔膜后卷1.5圈。

该计算器忽略了一些小细节，仅对极片长度进行估算。虽然不是精确的长度，但是计算方法简单，能够快速估计极片长度和电芯设计容量。利用该计算器估算特斯拉汽车用18650、21700和4680圆柱电池的极片长度具体值如下表所示。

该计算器原理如下图1所示，已知卷芯内核直径d，卷芯外径D，卷芯中基本组成单元的厚度t为正极、负极极片的厚度和两层隔膜的厚度之和（图2）。  

图1 圆柱电池卷绕示意图

图2 卷芯中基本组成单元的厚度  

极片长度的估算方法为：