鋰電池怎么提高能量密度？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-03-29 15:37
點(diǎn)擊量：次
鋰電池如何增加能量密度?可以從哪些方面考慮?
這只是從化學(xué)系統(tǒng)的組成(質(zhì)量)能量密度(Wh/kg)的單一電池。體積能量密度更為復(fù)雜
這是鋰離子電池化學(xué)系統(tǒng)
我們知道單個(gè)電池化學(xué)成分的主要成分是正極、負(fù)極和電解質(zhì)(體積能量密度也考慮了液體的厚度和粉末的壓實(shí)密度)。
由于常規(guī)檢測為恒流充放電，且以中值電壓選取運(yùn)行電壓預(yù)算，可得:
(方程)
同時(shí)，ED(m)表示單體的質(zhì)量能密度，單位為Wh/kg。C(0)是整個(gè)電池的計(jì)劃容量，通常在啊;V(0,mid)是整個(gè)電池的中值電壓，一般認(rèn)為是正電極的中值電壓與負(fù)電極的中值電壓之差V(ca,mid) -v (an,mid)。
(方程)
C(ca)和C(an)分別為整個(gè)電池正極和負(fù)極的克容量，通常為mAh/g;[式]為整個(gè)電池的充電系數(shù)或注入量，通常以g/Ah為單位;
如上所示的表達(dá)式說明，要從化學(xué)系統(tǒng)開始傳遞單個(gè)細(xì)胞的能量密度，可以考慮以下幾點(diǎn):
(1)增加V(ca,mid) -v (an,mid):移動正電極的中值電壓，降低負(fù)電極的中值電壓;
方法:正極數(shù)據(jù)選擇氧化高充電截止電壓和高放電路徑,而負(fù)極數(shù)據(jù)選擇較低的物種充電路徑(合金材料、硅等),石墨的一個(gè)重要原因是絕對優(yōu)于大多數(shù)金屬氧化物和經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的開始!請看下圖:
不同類型陰極數(shù)據(jù)的電化學(xué)曲線
副作用:正電極的高電壓只會造成界面損傷和電解質(zhì)消耗
(2)增加正電極數(shù)據(jù)C(ca)的克容量;
解決方案:選擇比容量高、多價(jià)、鋰脫氧的傳統(tǒng)化合物。下圖中的藍(lán)條可以看出能量密度相對于克容量的改善有多顯著(向右看克容量越高):
副作用:高克容量正極數(shù)據(jù)短暫損壞循環(huán)壽命
(3)增加陰極數(shù)據(jù)的克容量C(an);
方法:選擇高比容量的硅陰極，對四氧化二鐵等數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換
副作用:電池物理膨脹，電池電源損壞，循環(huán)壽命衰減
(4)降低整個(gè)電池的注射量
方法:改變電池形狀和空間規(guī)劃，降低電池容量等
之前有學(xué)者總結(jié)了以上策略，大致預(yù)算了一份能量密度清單，可以參考一下:
充電電池:抓住化學(xué)的極限
這里但我想問題主要銷售:電池能量密度與化學(xué)系統(tǒng)的選擇有關(guān),而后者是一個(gè)高度耦合,折射微沒有政策是獨(dú)立的個(gè)體,渴望能量密度更典型的性能,是一個(gè)大工程思維的恐懼。
