分析固態(tài)鋰電池和鋰電池的能量密度
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-01 21:54
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鋰電池制造商分析固體鋰電池和鐵鋰電池的能量密度。隨著中國成為全球最大的電動汽車市場，與之密切相關(guān)的動力電池行業(yè)也在迅速發(fā)展。目前，純電動汽車的發(fā)展受到電池能量密度低的制約。如果沒有電池能量密度的重大突破，純電動汽車的行駛里程將無法得到顯著提高。純電動汽車的發(fā)展將依賴政策支持的智能化和缺乏市場力量?，F(xiàn)在鋰電池制造商分析固體鋰電池和鋰鐵電池的能量密度。
可靠的鋰電池。JPG
能量密度
能量密度是儲存在一個單位空間或質(zhì)量中的能量量。電池的能量密度是電池單位體積或質(zhì)量釋放的能量量。電池的能量密度一般分為兩個維度:重量能量密度和體積能量密度。
(1)電池重量能量密度=電池容量×放電平臺/重量，基本單位為Wh/kg(瓦特小時/kg)。
(2)電池體積能量密度=電池容量×放電平臺/體積，基本單位為Wh/L(瓦特小時/升)。
電池的能量密度越高，單位體積或重量儲存的能量就越多。
固體鋰電池能量密度
固態(tài)電池有固態(tài)電解質(zhì)，電解質(zhì)的密度和結(jié)構(gòu)允許更多的帶電離子聚集在一端，傳導(dǎo)更多的電流，提高電池的容量。所以同樣的電量，固態(tài)電池會變得更小。更重要的是，固態(tài)電池更容易儲存，因為它們沒有電解液，也不需要額外添加冷卻管和電子控制裝置，以用于汽車等大型設(shè)備，從而節(jié)省成本和減輕重量。此外，在能量密度方面，鋰電池技術(shù)正從鋰離子向更高的鋰金屬能量密度發(fā)展。
根據(jù)《中國制造2025》的技術(shù)目標(biāo)，到2020年，鋰電池的能量密度將達(dá)到300Wh/kg，到2025年將達(dá)到400Wh/kg，到2030年將達(dá)到500Wh/kg。為了實現(xiàn)這一愿景，開發(fā)固態(tài)鋰離子電池是一個非?？煽康倪x擇。固態(tài)鋰離子電池具有更高的能量密度，最大勢能為900Wh/kg，結(jié)構(gòu)更安全，因此曾被認(rèn)為是汽車電池的理想選擇。
鋰鐵電池能量密度
已知鐵鋰電池的能量密度可以達(dá)到157Wh/kg，但單個電池的能量密度降低到100Wh/kg。目前磷酸鐵鋰電池的容量密度一般在150Wh/kg左右，即使做的更好，也在160Wh/kg的左側(cè)，與200Wh/kg的三芯電池的能量密度相差較大。即將上市的32131高能量密度圓柱形磷酸鐵鋰電池，單個能量密度為180Wh/kg，可用于300公里以上的乘用車。
磷酸鐵鋰電池的優(yōu)點是穩(wěn)定性好，即使發(fā)生碰撞、擊穿也不會有自燃爆炸的風(fēng)險，安全比效率更重要，事實上，2017年前磷酸鐵鋰電池在新能源行業(yè)的概率高達(dá)70%。如果磷酸鐵鋰電池的電池密度較高，在保證安全的基礎(chǔ)上，肯定會增強其吸引力，畢竟對于汽車公司來說，性能略有下降，進(jìn)一步對安全可能不是一個好的選擇。
如何提高能量密度
1. 增加電池的大小。電池廠家可以增加原電池的尺寸來達(dá)到擴(kuò)容的效果。但細(xì)胞“脂肪”或“長”只是一種癥狀，并不能治愈。解決方案是找到提高電池正極和負(fù)極材料以及電解質(zhì)組件能量密度的關(guān)鍵技術(shù)。
2. 化學(xué)系統(tǒng)的變化。由于陰極材料的能量密度遠(yuǎn)高于陽極材料，因此需要對陰極材料進(jìn)行升級以提高其能量密度。
3.系統(tǒng)能量密度:提高電池組分組效率。電池組的形成是對電池“攻城獅”能力的考驗，以單細(xì)胞和模塊布局、需要安全性為前提，最大限度地利用每一寸空間。
電池是一個非常全面的產(chǎn)品，你想要提高一個方面的性能，可能會犧牲其他方面的性能，這就是對電池設(shè)計和開發(fā)的理解。動力電池是車載的，所以能量密度并不是衡量電池質(zhì)量的唯一標(biāo)準(zhǔn)。
