Hvordan øger man energitætheden af ​​lithiumbatterier?

著者：Iflowpower – Fornitore di stazioni di energia portatili

Hvad er energitætheden? EnergyDensity refererer til størrelsen af ​​energilagringsenergi i et bestemt rum eller massemateriale i enheder. Batteritætheden er også den elektriske energi, der frigives af batteriets gennemsnitlige enhedsvolumen eller masse. Batteritæthedens energitæthed er generelt opdelt i to dimensioner af energitæthed og volumenenergitæthed.

Batterivægt energitæthed = batterikapacitet ¡Á afladningsplatform / vægt, basisenhed er WH / kg (watt / kg) batterivolumen energitæthed = batterikapacitet ¡Á afladningsplatform / volumen, basisenhed er WH / L (watt / liter) Jo større energitæthed batteriet har, jo mere strøm lagres i enhedsvolumen, eller vægten lagret i vægt. Hvad er en monomer energitæthed? Batteriets energitæthed peger ofte på to forskellige koncepter, det ene er monomerbatteriets energitæthed, det andet er batterisystemets energitæthed. Batteriet er en minimumsenhed af et batterisystem.

M celler danner et modul, n-moduler danner en batteripakke, som er den grundlæggende struktur af køretøjets strømbatteri. Monomer batteri energitæthed, som navnet antyder, er energitætheden af ​​et enkelt celleniveau. Ifølge "China Manufacturing 2025" præciserede udviklingsplanen for strømbatteriet: 2020 nåede batteriets energitæthed 300Wh / kg; i 2025 nåede batteriets energitæthed 400Wh / kg; 2030 nåede batteriets energitæthed 500Wh / kg.

Her er det energitætheden af ​​et enkelt celleniveau. Hvad er systemets energitæthed? Systemets energitæthed refererer til vægten eller volumen af ​​hele batterisystemet efter færdiggørelsen af ​​monomerkombinationen. Fordi batterisystemet inkluderer batteristyringssystem, termisk styringssystem, høj- og lavtrykskredsløb osv.

, er batterisystemets energitæthed lavere end batterisystemets enkeltenergitæthed. Systemets energitæthed = batterisystemeffekt / batterisystemvægt ELLER batterisystemstørrelse Hvad er begrænset til lithiumbatteriers energitæthed? Det kemiske system bag batteriet er hovedårsagen til at man ikke kan undslippe. Generelt er fire dele af lithiumbatteriet meget kritiske: positiv, negativ elektrode, elektrolyt, membran.

Det positive og negative er, hvor den kemiske reaktion sker, hvilket svarer til den anden puls, og den vigtige position kan ses. Vi ved alle, at energitætheden af ​​batteripakkesystemer med tricolitisk lithium er højere end batteripakkesystemet baseret på lithiumjernfosfat. Hvorfor er dette? Det eksisterende lithium-ion batteri negative elektrode materiale er hovedsageligt grafit, det teoretiske gram grafit 372mAh / g.

Positivt elektrodemateriale lithiumjernfosfat teoretisk gram er kun 160mAh/g, mens det tredimensionelle materiale nikkel-cobalt mangan (NCM) er omkring 200mAh/g. Ifølge teorien om trætønde bestemmer den høje og lave vandstand den korteste i trætønden, den nedre grænse for energitætheden af ​​lithium-ion-batteriet afhænger af det positive materialemateriale. Spændingsplatformen for lithiumjernfosfat er 3.

2V. Denne indikator for den ternære er 3,7V, to-faset sammenligning, og energitætheden er høj.

: 16 % forskel. Ud over det kemiske system kan produktionsprocesniveauet, såsom kompakt densitet, tykkelsen af ​​folien, naturligvis også påvirke energitætheden. Generelt gælder det, at jo større kompaktdensiteten er, jo højere er batteriets kapacitet i et begrænset rum, så komprimeringstætheden af ​​hovedmaterialet ses også som en af ​​referenceindikatorerne for batteriets energitæthed.

I den fjerde episode af "Great Guoda II" brugte Ningde Times 6 mikron kobberfolie, ved hjælp af avancerede procesniveauer, forbedret energitæthed. Hvis du kan læse den hele tiden, har jeg læst her. Tillykke, din forståelse af batteriet har været på niveau.

Hvordan forbedrer man energitætheden? Vedtagelsen af ​​det nye materialesystem, forbedringen af ​​lithiumbatteristrukturen, forbedringen af ​​produktionskapaciteten er de tre stadier af forsknings- og udviklingsingeniører "langærmet god dans". Nedenfor vil vi forklare to dimensioner fra monomerer og systemer. - Enkelt energitæthed, hovedsageligt afhængig af det kemiske systems gennembrud 1.

Forøg batteristørrelsen. Batteriproducenter kan opnå effekten af ​​strømudvidelse ved at øge den originale batteristørrelse. Vores mest kendte eksempel er, at det er mere end: tage føringen i brugen af ​​Panasonic 18650 batterier til Tutla vil erstatte nye 21700 batterier. Men batteriet er "gain" eller "langt" bare standarden, ikke til.

Bunden af ​​suget er nøgleteknikken til at forbedre energitætheden fra det positive og negative materiale og elektrolytiske væskekomponenter, der udgør batterienheden. 2. Tidligere nævnte den kemiske systemændring, at batteriets energitæthed er underlagt batteriets positive og negative.

Da energitætheden af ​​det nuværende negative materiale er meget større end den positive elektrode, er det nødvendigt at øge det positive materialemateriale for at øge energitætheden. Den høj-nikkel positive elektrode tre-leddet materiale er forbundet med nikkel-cobalt-oxidat store familie, og vi kan ændre ydeevnen af ​​batteriet ved at ændre forholdet mellem nikkel, kobolt, mangan. Forholdet kapacitet af silikone carbon negative elektrode silicium basismateriale kan nå 4200 mAh / g, hvilket er meget højere end 372 mAh / g af grafit negative dårlige sammenlignende kapacitet, så den stærke erstatning for den negative elektrode af grafitten.

På nuværende tidspunkt er den måde, hvorpå batteriets energitæthed bruges til at forbedre energitætheden i industrien med silicium-carbon-kompositmaterialer. Tesla 3 bruger silicium carbon negativ elektrode. I fremtiden, hvis du vil have hundrede fod videre - bryde gennem porten til monomercellen 350WH/kg, kan branchens kolleger være nødt til at fokusere på lithiummetal-negativpolbatterisystemet, men dette betyder også hele batteriproduktionsprocessen.

Opret og forfin. Det kan ses i flere typiske tre-yuan materialer, og nikkel bliver højere og højere, og andelen af ​​kobolt bliver lavere. Jo højere indhold af nikkel, det betyder, at jo højere er batteriets specifikke kapacitet.

Derudover, på grund af de knappe koboltressourcer, forbedre nikkelforholdet, reducere koboltforbruget. 3, systemenergitæthed: gruppetesten af ​​batteripakkens grupperingseffektivitetsbatteripakke er kapaciteten af ​​batteriet "belejring" til monomerbatteriet og modulet og skal baseres på sikkerhed. Maksimer hver tomme plads.

"Slankningen" af batteripakken har hovedsageligt følgende måder. Optimering af arrangementet ud fra dimensionerne af det ydre, optimering af arrangementet i systemet, så de indvendige dele af batteripakken er mere kompakte og effektive. Topologioptimering Vi opnår vægttabsdesign ved simuleringsberegning for at sikre stivhed og strukturel pålidelighed.

Gennem denne teknologi kan topologioptimering og morfologisk optimering i sidste ende hjælpe med at realisere batterikassens lyskvantificering. Wositives Vi kan vælge materialer med lav densitet, såsom batteripakker har gradvist ændret sig fra konventionel pladebeklædning til kompositbelægning, som kan slides 35%. Som svar på boksen under batteripakken er den gradvist skiftet fra den traditionelle pladeløsning til en aluminiumsprofil, og vægten er omkring 40 %, og letvægtseffekten er tydelig.

Hele køretøjets integrerede design af køretøjets integrerede design og køretøjets strukturdesign af hele køretøjets struktur, deling, delte strukturelle dele, såsom anti-kollisionsdesign, indse, at det ultimative letvægtsbatteri er et meget allround produkt, du er nødt til at forbedre noget. Aspekter af ydeevne kan ofre anden ydeevne, dette er forståelsen af ​​batteridesign forskning og udvikling. Strømbatterier tilhører bildedikerede, så energitæthed er ikke en unik skala, der måler batterikvalitet.