Τι είναι η ενεργειακή πυκνότητα;
Η ενεργειακή πυκνότητα αναφέρεται στην ποσότητα ενέργειας που αποθηκεύεται σε μια συγκεκριμένη μονάδα χώρου ή μάζας ύλης.Η ενεργειακή πυκνότητα μιας μπαταρίας είναι η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που εκπέμπεται από τον μέσο όρο του όγκου ή της μάζας της μπαταρίαςΗ ενεργειακή πυκνότητα μιας μπαταρίας χωρίζεται γενικά σε δύο διαστάσεις: πυκνότητα ενέργειας βάρους και πυκνότητα ενέργειας όγκου.
Βάρος της μπαταρίας, πυκνότητα ενέργειας = χωρητικότητα της μπαταρίας × πλατφόρμα εκφόρτωσης/βάρος, η βασική μονάδα είναι Wh/kg (βατ-ώρα/kg)
Τόπος λειτουργίας της μπαταρίας, ενεργειακή πυκνότητα = χωρητικότητα της μπαταρίας ×πετραπέζα εκφόρτωσης/όγκος, η βασική μονάδα είναι Wh/L (βατ-ώρα/λίτρο)
Όσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα ενέργειας μιας μπαταρίας, τόσο περισσότερη ισχύ μπορεί να αποθηκευτεί ανά μονάδα όγκου ή βάρους.
Ποια είναι η Ενέργεια Μονόμερου;

Η ενεργειακή πυκνότητα μιας μπαταρίας αναφέρεται συχνά σε δύο διαφορετικές έννοιες, η μία είναι η ενεργειακή πυκνότητα ενός ενιαίου κυψέλου και η άλλη είναι η ενεργειακή πυκνότητα ενός συστήματος μπαταρίας.
Ένα κύτταρο μπαταρίας είναι η μικρότερη μονάδα ενός συστήματος μπαταρίας.
Η ενεργειακή πυκνότητα ενός ενιαίου κυττάρου, όπως υποδηλώνει το όνομα, είναι η ενεργειακή πυκνότητα στο επίπεδο ενός ενιαίου κυττάρου.
Σύμφωνα με το "Made in China 2025", το σχέδιο ανάπτυξης των μπαταριών ισχύος έχει διευκρινιστεί: το 2020, η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών θα φθάσει τους 300Wh/kg.η ενεργειακή πυκνότητα της μπαταρίας θα φθάσει τα 400Wh/kg· Το 2030, η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών θα φθάσει τα 500Wh/kg.

Ποια είναι η πυκνότητα ενέργειας του συστήματος;

Η ενεργειακή πυκνότητα του συστήματος αναφέρεται στο βάρος ή στον όγκο ολόκληρου του συστήματος μπαταριών μετά τον συνδυασμό των μονομερών με το βάρος ή τον όγκο ολόκληρου του συστήματος μπαταριών.Επειδή το σύστημα μπαταρίας περιέχει το σύστημα διαχείρισης μπαταρίας, σύστημα διαχείρισης θερμότητας, κυκλώματα υψηλής και χαμηλής τάσης κλπ., τα οποία καταλαμβάνουν μέρος του βάρους και του εσωτερικού χώρου του συστήματος μπαταρίας,η ενεργειακή πυκνότητα του συστήματος μπαταρίας είναι χαμηλότερη από εκείνη του ενιαίου σώματος.
Πληθώρα ενέργειας συστήματος = ισχύς συστήματος μπαταρίας / βάρος συστήματος μπαταρίας Ή όγκος συστήματος μπαταρίας
Τι ακριβώς περιορίζει την ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών λιθίου;
Η χημεία πίσω από την μπαταρία είναι ο κύριος λόγος.
Γενικά, τα τέσσερα μέρη μιας μπαταρίας λιθίου είναι πολύ κρίσιμα: το θετικό ηλεκτρόδιο, το αρνητικό ηλεκτρόδιο, ο ηλεκτρολύτης και το διάφραγμα.Τα θετικά και αρνητικά ηλεκτρόδια είναι τα μέρη όπου λαμβάνει χώρα η χημική αντίδραση, η οποία είναι ισοδύναμη με τον δεύτερο παλμό του Ren Du, και η σημαντική θέση του μπορεί να δει.Όλοι γνωρίζουμε ότι η πυκνότητα ενέργειας ενός συστήματος μπαταρίας με τριτογενές λίθιο ως κάθοδο είναι υψηλότερη από αυτή ενός συστήματος μπαταρίας με λιθιοφωσφορικό σίδηρο ως κάθοδο- Γιατί;
Τα υλικά των ανόδων των μπαταριών ιόντων λιθίου που υπάρχουν σήμερα είναι κυρίως γραφίτης και η θεωρητική χωρητικότητα των γραμμάτων του γραφίτη είναι 372mAh/g.το υλικό της κάθοδοςΤο νικέλιο-κοβάλτιο-μαγγάνιο (NCM) είναι περίπου 200mAh/g.
Σύμφωνα με τη θεωρία του βαρελιού, το επίπεδο του νερού καθορίζεται από το μικρότερο σημείο του βαρελιού και το κατώτερο όριο της ενεργειακής πυκνότητας των μπαταριών ιόντων λιθίου εξαρτάται από το υλικό της καθοδικής.
Η πλατφόρμα τάσης του φωσφορικού λιθίου σιδήρου είναι 3,2V και ο τριγενής δείκτης είναι 3,7V, σε σύγκριση με τις δύο φάσεις, η πυκνότητα ενέργειας είναι υψηλή: διαφορά 16%.
Φυσικά, εκτός από το χημικό σύστημα, το επίπεδο της διαδικασίας παραγωγής, όπως η πυκνότητα συμπίεσης, το πάχος του φύλλου κλπ, θα επηρεάσει επίσης την πυκνότητα ενέργειας.όσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα συμπίεσης, όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα της μπαταρίας σε περιορισμένο χώρο, έτσι η πυκνότητα συμπίεσης του βασικού υλικού θεωρείται επίσης ένας από τους δείκτες αναφοράς της ενεργειακής πυκνότητας της μπαταρίας.
Στο τέταρτο επεισόδιο του "Great Power Heavy Equipment II", η CATL χρησιμοποιεί φύλλο χαλκού 6 μικρών για να βελτιώσει την πυκνότητα ενέργειας χρησιμοποιώντας προηγμένη τεχνολογία.
Συγχαρητήρια, η κατανόησή σας για τις μπαταρίες έχει φτάσει στο επόμενο επίπεδο.

Πώς μπορούμε να αυξήσουμε την ενεργειακή πυκνότητα;
Η υιοθέτηση ενός νέου συστήματος υλικών, η λεπτή προσαρμογή της δομής της μπαταρίας λιθίου,και η βελτίωση της παραγωγικής ικανότητας είναι τα τρία στάδια για τους μηχανικούς Ε&Α να "χορεύουν με μακρά μανίκια"Παρακάτω, θα εξηγήσουμε από τις δύο διαστάσεις του μονομερή και του συστήματος.
Η ενεργειακή πυκνότητα των μονομερών εξαρτάται κυρίως από την ανακάλυψη του χημικού συστήματος
1Αυξήστε το μέγεθος της μπαταρίας.
Οι κατασκευαστές μπαταριών μπορούν να επιτύχουν το αποτέλεσμα της επέκτασης ισχύος αυξάνοντας το μέγεθος της αρχικής μπαταρίας.η γνωστή εταιρεία ηλεκτρικών οχημάτων που πρωτοστάτησε στη χρήση μπαταριών Panasonic 18650, θα το αντικαταστήσει με μια νέα μπαταρία 21700.
Ωστόσο, η "παχυσαρκία" ή η "ανάπτυξη" του κυψελού της μπαταρίας είναι μόνο ένα σύμπτωμα, όχι θεραπεία. The method of drawing wages from the bottom of the kettle is to find the key technology to improve the energy density from the positive and negative electrode materials and electrolyte components that make up the battery cell.
2. Μεταρρύθμιση του χημικού συστήματος
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η πυκνότητα ενέργειας μιας μπαταρίας περιορίζεται από τα θετικά και αρνητικά ηλεκτρόδια της μπαταρίας.Δεδομένου ότι η ενεργειακή πυκνότητα του υλικού του τρέχοντος ανοδίου είναι πολύ μεγαλύτερη από εκείνη του καθοδίου, είναι απαραίτητο να αναβαθμίζεται συνεχώς το υλικό της κάθοδος για τη βελτίωση της ενεργειακής πυκνότητας.

Καθοδική με υψηλή περιεκτικότητα σε νικέλιο
Τα τριτογενή υλικά γενικά αναφέρονται στην μεγάλη οικογένεια των οξειδίων νικελίου-κοβάλτου-μαγγανίου, και μπορούμε να αλλάξουμε την απόδοση των μπαταριών αλλάζοντας την αναλογία του νικελίου, του κοβάλτου και του μαγγανίου.
Στην εικόνα ανόδος άνθρακα πυριτίου
Η ειδική χωρητικότητα των υλικών ανόδου με βάση το πυρίτιο μπορεί να φθάσει τα 4200mAh/g, πολύ υψηλότερη από τη θεωρητική ειδική χωρητικότητα του ανόδου γραφίτη των 372mAh/g,Έτσι, έχει γίνει ένα ισχυρό υποκατάστατο του ανόδου γραφίτη..
Προς το παρόν,Η χρήση σύνθετων υλικών πυριτίου-ανθράκου για τη βελτίωση της ενεργειακής πυκνότητας των μπαταριών έχει αναγνωριστεί ως μία από τις κατευθύνσεις ανάπτυξης των υλικών άνοδου μπαταριών ιόντων λιθίου στη βιομηχανία.Το μοντέλο 3 της Τέσλα χρησιμοποιεί μια άνθρακα ανόδου πυριτίου.
Στο μέλλον, αν θέλετε να πάτε ένα βήμα παραπέρα - να σπάσετε το όριο των 350Wh/kg με μονοκύτταρα, οι συνάδελφοι της βιομηχανίας μπορεί να χρειαστεί να επικεντρωθούν στα συστήματα μπαταριών με ανόδους μετάλλου λιθίου,αλλά αυτό σημαίνει επίσης την αλλαγή και τη βελτίωση ολόκληρης της διαδικασίας παραγωγής μπαταριώνΜπορείτε να δείτε ότι η αναλογία του νικελίου είναι όλο και υψηλότερη, και η αναλογία του κοβαλτίου είναι όλο και χαμηλότερη.όσο μεγαλύτερη είναι η ειδική χωρητικότητα του κυψελούΕπιπλέον, λόγω της σπανιότητας των πόρων κοβαλτίου, η αύξηση του ποσοστού του νικελίου θα μειώσει την ποσότητα του κοβαλτίου που χρησιμοποιείται.
3. Πυρηνική πυκνότητα συστήματος: βελτίωση της αποτελεσματικότητας ομαδοποίησης της μπαταρίας
Η ομάδα των συσσωρευτών δοκιμάζει την ικανότητα των συσσωρευτών "λίων πολιορκίας" να οργανώνουν τα μεμονωμένα κύτταρα και τις μονάδες,Και είναι απαραίτητο να μεγιστοποιήσουμε τη χρήση κάθε εκατοστού του χώρου με βάση την ασφάλεια..