备注：本文原发布于电池论坛，但现在电池论坛已彻底关闭，现转载至微信公众号，供感兴趣的朋友学习。文章内容直接复制当年的原稿，未做改动。
上篇文武提到了长度和宽度的设计，此两点属于电芯设计中难度偏小一些的，那么下篇就来讲一讲难度更大的厚度、容量设计。
四个维度中，将厚度算准乃为设计的关键。
随着卷芯极耳中心距的变化、极耳宽度的变化、胶带宽度的变化、卷芯宽度的变化、卷绕收尾位置的变化等等，同一卷绕结构下的卷芯各位置厚度分布的情况也是变化万千。用同一个方式计算卷芯的厚度，认为不论极耳中心距是多少、胶带宽度是多少、收尾在哪里，同一个位置的物料叠加层数一定是一样的，那么所得到的结果一定是不准确的。
在电芯的设计中，厚度的余量往往只有0.1~0.2mm左右，而假使设计表的算法较为粗糙，无法根据卷芯结构的分布来按不同情况计算卷芯的厚度，那么很可能你设计的厚度误差都不只+/-0.1mm。从而无非得到两种结果：你设计的薄了，这样的话会造成产品莫名其妙的超厚；你设计的厚了，这样的话会造成别人能做的东西你做不了。不论是哪一种情况，其代价都是巨大的。准确的方法则是在设计时必须识别出卷芯有哪几个潜在的最厚点，每一个最厚点在此设计下，厚度究竟如何，如果发现某一个点的厚度要明显高于其他点，又该如何调整设计。为了达到这一目的，有以下三种途径。
规避厚度设计不准的初始方法是“画图”。初步设计完成之后，自己画出卷芯切面图，然后通过查数、手工计算出最厚的点，并以此为依据进行面密度、卷芯结构等的调整。这样做的话准确度是很高的，但是效率比较低。不过对于难度很大、重要度很高的型号而言，的确是有必要进行画图的。
下一种方法就是“修正”。这也是文武目前可以达到的程度。首先计算出卷芯结构中那些“基本不会发生变化的材料所叠加后的厚度”，例如你卷绕十层，那起码九层材料和18层隔膜是不论怎么调整都一定要算入厚度里面的；然后列出可能会有变化的波动项目，例如收尾胶带在哪一侧、例如收尾胶带是否会与极耳重叠、例如头部胶带与尾部胶带可能重叠都有几种可能；这些东西会变化，但是可以通过固定的公式将其变化的结果计算出来，并最终将可变化的厚度影响因子的修正结果加和到卷芯厚度当中，从而得到电芯的数个潜在最厚点的厚度，此既为“修正”。经过修正之后，在设计表阶段就识别出卷芯哪个位置最厚、从而将最厚的位置通过设计的调整削平，让卷芯的厚度分布尽量均一，从而大幅提高设计的准确度。
最后一个方法就是“编程”。就正常使用而言，修正的功用是够了，但是还不完美。修正只能计算出几个可能成为最大厚度点的固定位置的厚度，却难以计算出卷芯全部位置的厚度分布（那样的话你的修正公式将非常复杂），并且仅仅通过修正很难达成“考虑到卷芯理论上厚度分布的全部可能”（这也是修正公式难以达到的，否则修正公式也将过于复杂）。那么如何才能在厚度计算方面做得完美？那只能靠“编程”了。S级实力的编程，可以做到设计表完成之后，卷芯任意位置厚度分布、纵切图形等的实时展示。那是绝对高大上的存在。但由于锂电行业中数学、计算机等专业的人才不多，真正能够做到这一点的，行业中凤毛麟角。虽然我们可能到了退休前也无法感受到“编程”的魅力，但是也不得不为这一智慧劳动发出由衷的赞叹。
对于一般企业而言，厚度的计算往往难以做到准确，甚至厚度计算的误差都不小于厚度设计的余量，因此设计的水平也就亟需提高了。文武所提的“修正”是一个A级实力就可以完成的工作，希望有越来越多的人可以认识到这一点的重要性。
小结一句：厚度粗算误差大，将其算准很必要。
四维中难度最大的，当属容量的设计。
人类存在于一个三维空间+一维时间的世界中，电芯也是如此：厚宽长三维+容量一维。狭义上来说，当电芯的厚宽长确定后、再加上选定了材料，电芯的平均容量已经可以确定了，其中只是一个简单的加法乘法而已。但是文武今天要说的，则是“容量余量”的设计。
如何给出容量余量？最常用的方法基本是“经验值”+“修正”：先给出一个相似设计下电芯容量余量的经验值，然后进行样品生产或试产，根据实际分布情况，再对设计容量进行微调。
首先要说明的是这种方法一定是准确的，因为设计时有经验在、且在产品做成后还有一次修正，所以偏差不会太大。但却不是完美的。因为这个过程并没有真正展示出容差设计的本质。
如同文武去年的六西格玛培训所讲一样，容量属于“累积公差”，容量的波动是由涂布面密度波动、辊压厚度波动、极片长宽波动等多个“原始公差”决定的。最终决定累积公差波动大小的、是原始公差的种类和波动的大小，而计算的方式则是方差的可加性。单纯的通过经验和修正一定可以得到准确的结果，并且文武目前也是此等水平，但是却无助于我们认识事物的本质：容量的波动是如何产生的？将某个工序的制程能力提高一倍那容量的制程能力相应又会提高几何？
有人可能会问了：能算对就可以啦，扯那么多看着挺复杂、实际没啥用的道理干嘛呢？应该说这是文武学了六西格玛之后的一个本能：面对任何一处波动，都应该着眼于找到其产生变异的本源。世界上没有“技术人员不该懂的道理”，而只有“技术人员该懂、但只是暂时还没有懂的道理”。与文武之前的一篇文章相对应：你对自己的定位如何？如果你对自己的定位是“别人懂我就懂，别人不懂我干嘛费心思”，那么未来如何完成超越？如果你对自己的定位是“我是一个技术人员，我认为我该懂得东西，就一定要弄清楚，因为技术人员就该有如此的思维方式和态度”，那么你慢慢才可能脱颖而出。
继续谈容量的波动。在文武目前看来，无非是涂布面密度、贴胶盖膜面、极片涂布长度、极片宽度、测试柜误差、正极克发挥这几项。分别测量出这些项目的波动，算出其相对于容量的方差的百分比，并将各项方差加在一起算出总的标准差，也就可以得出容量波动的标准差，最后根据你想达到的制程能力，给出对应的容量余量。用以上的理论方法，可以很轻易地解释“为什么小电池设计的时候需要更多的容量余量”这一问题：小电池的面密度波动或许是与大电池相当的，但是极片宽度、长度的波动相对于小电池影响更大，测试柜+/-10mAh的测试误差对于大电池根本无所谓但是对于小电池则是不容忽视。当然，目前文武只是试探的在尝试这种方法、评估其准确性，但是真正想拿出准确地成果与大家分享，则起码是半年之后的事情了。
看《舌尖上的中国》时，有一句台词让文武比较反感“佐料的用量和加入的时间全凭师傅手法拿捏”。经验常数一定是必要的，但是当我们有能力向“事物的本质”发起冲击的时候，就一定要发起冲击。绝对不能将“我暂时没能力去做一件事情”与“这件事情不值得我去做”画成等号。当你真正看清了事物本质之后，或许短期来看你所取得的结果与那些靠经验而来的人差不了太多，但是将来你可以达到的最高高度却一定超出常人。过年期间“中国人日本买马桶盖、买电饭锅”这样的新闻相信大家都看过，为什么日本人一个电饭锅能卖上万甚至几万？无非就是他们抓住了提高电饭锅煮出来饭的口感的根本的原理（没记错的话是均匀加热等技术）。中国人当然也会做电饭锅，但是有多少中国人做事情是“这玩意儿差不多就行啦，搞那么明白干嘛”。你对自己的定位就决定了你最终可以达到的高度，继续以这种心态搞技术，那自然只能一直做低端产品、赚低端的钱了。
行文至此，电芯设计之“四维空间”的内容已经阐述完毕。看到这里，很自然的我们会想到下一个问题：“四维空间”是相互独立的吗？有关系吗？“设计”的最高水平又体现在哪里？想知道这个问题的话，敬请期待文武的下篇文章——《电芯设计之“完美搭配”》。