什么是能量密度？鋰電池包的能量密度被什么限制了？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-25 09:36
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什么是能量密度?
能量密度(Energydensity)是指在單位一定的空間或質(zhì)量物質(zhì)中儲(chǔ)存能量的大小。電池的能量密度也就是電池平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能。電池的能量密度一般分重量能量密度和體積能量密度兩個(gè)維度。
電池重量能量密度=電池容量×放電平臺(tái)/重量，基本單位為Wh/kg(瓦時(shí)/千克)
電池體積能量密度=電池容量×放電平臺(tái)/體積，基本單位為Wh/L(瓦時(shí)/升)
電池的能量密度越大，單位體積、或重量?jī)?nèi)存儲(chǔ)的電量越多。
是什么限制了鋰電池包的能量密度？
鋰電池包主要由正負(fù)極活性物質(zhì)、隔膜和殼體及結(jié)構(gòu)件等部分組成，其中真正能夠?yàn)殇囯姵匕峁┤萘康闹挥谢钚晕镔|(zhì)，而現(xiàn)在的活性物質(zhì)比例并不高，因?yàn)檫€有許多不提供能量但卻是電池穩(wěn)定性必須的物質(zhì)存在。
結(jié)構(gòu)件等非活性材料的比重也會(huì)影響活性物質(zhì)所占整體鋰電池包的比例，比如鋼制外殼就會(huì)比鋁塑膜更重。
隔膜的厚度會(huì)占用電池內(nèi)部空間。目前常見(jiàn)的PP-PE-PP三層復(fù)合隔膜的厚度一般達(dá)到30um以上，達(dá)到正負(fù)極極片厚度的20%左右，這造成了嚴(yán)重的空間浪費(fèi)。
電解液的數(shù)量過(guò)多會(huì)影響鋰電池包的能量密度。電解液在鋰離子電池內(nèi)部起到的是一個(gè)媒介作用，正負(fù)極的Li+通過(guò)電解液進(jìn)行擴(kuò)散，因此電解液從理論上來(lái)講是一種“非消耗品”。
實(shí)際上由于在化成過(guò)程中SEI膜的形成導(dǎo)致電解液分解，以及在循環(huán)過(guò)程中SEI膜破壞和正極氧化等原因造成的電解液分解，導(dǎo)致電解液在實(shí)際上是持續(xù)消耗的，因此電池內(nèi)的電解液一般而言是過(guò)量的，這會(huì)導(dǎo)致鋰電池包比能量低。
