• 首頁 > 新聞動態 > 怎么提高鋰電池能量密度
    產品類別 / CATEGORY
    聯系我們 / CONTACT US
    聯系人:尹生
    電 話:22895858
    傳 真:22895855
    手 機:13798552920
    網 址:www.sdnews.net
    郵 箱:mark.yin@elecev.com
    地 址:東莞松山湖高新技術產業開發區工業北6路C1棟
    新聞動態
    怎么提高鋰電池能量密度
    編輯:廣東易電能源科技有限公司   發布時間:2021-01-07

             鋰電池生產廠家分析,能量密度(Energydensity)是指在單位一定的空間或質量物質中貯存能量的大小。電池的能量密度也就是電池均勻單位體積或質量所釋放出的電能。電池的能量密度普通分重量能量密度和體積能量密度兩個維度。

             什么是能量密度?

             能量密度(Energydensity)是指在單位一定的空間或質量物質中貯存能量的大小。電池的能量密度也就是電池均勻單位體積或質量所釋放出的電能。電池的能量密度普通分重量能量密度和體積能量密度兩個維度。

            電池重量能量密度=電池容量×放電平臺/重量,根本單位為Wh/kg(瓦時/千克)

            電池體積能量密度=電池容量×放電平臺/體積,根本單位為Wh/L(瓦時/升)

            電池的能量密度越大,單位體積、或重量內存儲的電量越多。

            什么是單體能量密度?

            電池的能量密度常常指向兩個不同的概念,一個是單體電芯的能量密度,一個是電池系統的能量密度。

            電芯是一個電池系統的小單元。M個電芯組成一個模組,N個模組組成一個電池包,這是車用動力電池的根本構造。

            單體電芯能量密度,望文生義是單個電芯級別的能量密度。

            依據《中國制造2025》明白了動力電池的開展規劃:2020年,電池能量密度到達300Wh/kg;2025年,電池能量密度到達400Wh/kg;2030年,電池能量密度到達500Wh/kg。這里指的就是單個電芯級別的能量密度。

            什么是系統能量密度?

           系統能量密度是指單體組合完成后的整個電池系統的電量比整個電池系統的重量或體積。由于電池系統內部包含電池管理系統,熱管理系統,上下壓回路等占領了電池系統的局部重量和內部空間,因而電池系統的能量密度都比單體能量密度低。

           系統能量密度=電池系統電量/電池系統重量OR電池系統體積

           終究是什么限制了鋰電池生產廠家鋰電池的能量密度?

           電池背后的化學體系是主要緣由難逃其咎。

           普通而言,鋰電池的四個局部十分關鍵:正極,負極,電解質,膈膜。正負極是發作化學反響的中央,相當于任督二脈,重要位置可見一斑。我們都曉得以三元鋰為正極的電池包系統能量密度要高于以磷酸鐵鋰為正極的電池包系統。這是為什么呢?

           現有的鋰離子電池負極資料多以石墨為主,石墨的理論克容量372mAh/g。正極資料磷酸鐵鋰理論克容量只要160mAh/g,而三元資料鎳鈷錳(NCM)約為200mAh/g。

           依據木桶理論,水位的上下決議于木桶較短處,鋰離子電池的能量密度下限取決于正極資料。

           磷酸鐵鋰的電壓平臺是3.2V,三元的這一指標則是3.7V,兩相比擬,能量密度高低立分:16%的差額。

           當然,除了化學體系,消費工藝程度如壓實密度、箔材厚度等,也會影響能量密度。普通來說,壓實密度越大,在有限空間內,電池的容量就越高,所以主材的壓實密度也被看做電池能量密度的參考指標之一。

           在《大國重器II》第四集中,寧德時期采用了6微米銅箔,應用先進的工藝程度,提升了能量密度。

           假如你能堅持每行讀下來不斷讀到這里。祝賀,你對電池的了解曾經上了一個層次。

           如何進步能量密度呢?

           新資料體系的采用、鋰電池構造的精調、制造才能的提升是研發工程師“長袖善舞”的三塊舞臺。下面,我們會從單體和系統兩個維度停止解說。

           ——單體能量密度,主要依托化學體系的打破

           1、增大電池尺寸

           鋰電池生產廠家能夠經過增大原來電池尺寸來到達電量擴容的效果。我們熟悉的例子莫過于:率先運用松下18650電池的知名電動車企特斯拉將換裝新款21700電池。

           但是電芯“變胖”或者“長個”只是治本,并不治標。釜底抽薪的方法,是從構成電池單元的正負極資料以及電解液成分中,找到進步能量密度的關鍵技術。

           2、化學體系革新

           前面提到,電池的能量密度受制于由電池的正負極。由于目前負極資料的能量密度遠大于正極,所以進步能量密度就要不時晉級正極資料。

           高鎳正極

           三元資料通指鎳鈷錳酸鋰氧化物大家族,我們能夠經過改動鎳、鈷、錳這三種元素的比例來改動電池的性能。

           在圖硅碳負極

           硅基負極資料的比容量能夠到達4200mAh/g,遠高于石墨負極理論比容量的372mAh/g,因而成為石墨負極的有力替代者。

          目前,用硅碳復合資料來提升電池能量密度的方式,已是業界公認的鋰離子電池負極資料開展方向之一。特斯拉發布的Model3就采用了硅碳負極。

          在將來,假如想要百尺竿頭更進一步——打破單體電芯350Wh/kg的關口,業內同行們可能需求著眼于鋰金屬負極型的電池體系,不過這也意味著整個電池制造工藝的更迭與精進。中幾種典型三元資料中能夠看出,鎳的占比越來越高,鈷的占比越來越低。鎳的含量越高,意味著電芯的比容量就越高。另外,由于鈷資源稀缺,進步鎳的比例,將降低的降低鈷的運用量。

          3、系統能量密度:提升電池包的成組效率

          電池包的成組考驗的是電池“攻城獅“們對單體電芯和模組排兵布陣的才能,需求以平安性為前提,大水平天時用每一寸空間。

          電池包的“瘦身”主要有以下幾種方式。

          優化排布構造

          從外形尺寸方面,能夠優化系統內部的布置,讓電池包內部零部件排布愈加緊湊高效。

          拓撲優化

          我們經過仿真計算在確保堅強度及構造牢靠性的前提下,完成減重設計。經過該技術,能夠完成拓撲優化和形貌優化后協助完成電池箱體輕量化。

         選材

         我們能夠選擇低密度資料,如電池包上蓋曾經從傳統的鈑金上蓋逐漸轉變為復合資料上蓋,能夠減重約35%。針對電池包下箱體,曾經從傳統的鈑金計劃逐漸轉變為鋁型材的計劃,減重量約40%,輕量化效果明顯。

         整車一體化設計

         整車一體化設計與整車構造設計通盤思索,盡可能共享、共用構造件,例如防碰撞設計,完成的輕量化電池是一個很全方位的產品,你要提升某一方面的性能,可能會犧牲其他方面的性能,這是鋰電池生產廠家電池設計研發的了解根底。動力電池屬于車載專用,因此能量密度不是權衡電池質量的獨一尺度。


    亚洲 欧美 中文字幕 在线 <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链>