22 лет персонализации аккумуляторов
Jul 07, 2023 Вид страницы：223
Быстрое развитие электромобилей и других электрических устройств создало более значительную потребность в лучших решениях для хранения энергии. На производительность литиевых батарей оказывалось давление, и для удовлетворения растущих потребностей создается больше.
Постоянный объем и вес батареи являются основными факторами, определяющими такую производительность. И в этом случае плотность энергии батареи играет первостепенную роль.
Чем выше плотность энергии, тем сильнее батарея. И литий-ионные аккумуляторы, кажется, имеют лучшие предложения.
Сегодня мы рассмотрим факторы, влияющие на плотность энергии этих батарей. Мы хотим посмотреть, как эти факторы могут увеличить или уменьшить его.
Продолжай читать.
Что такое плотность энергии?
Прежде чем углубляться в детали, крайне важно понять, что означает плотность энергии в литиевых батареях. Обсуждать факторы, влияющие на него, было бы трудно, если сначала не понять, что это значит.
Плотность энергии – это количество энергии, хранящейся на единицу объема пространства. Это также масса материи. Этот параметр представлен в ватт-часах на килограмм (Втч/кг).
Другой способ взглянуть на плотность энергии — это количество электроэнергии, которую батарея может высвободить на единицу объема. Его также можно определить по средней массе батареи.
Плотность энергии в литиевых батареях бывает двух типов: весовая плотность энергии и объемная плотность энергии. Первая рассчитывается как емкость аккумулятора x разрядная платформа/вес с Втч/кг в качестве базовой единицы. Последний представляет собой производительность x разгрузочная платформа/объем с Втч/л в качестве базовой единицы.
Аккумулятор с самой высокой плотностью энергии хранит наибольшую мощность на единицу объема или веса. Вот почему маленькие литий-ионные батареи работают лучше, чем большие и тяжелые свинцово-кислотные батареи.
Факторы, влияющие на плотность энергии
Крайне важно иметь и поддерживать высокую плотность энергии в батареях. Все дело в том, чтобы получить максимальную производительность от ваших батарей.
Теперь мы понимаем, что такое плотность энергии и какую роль она играет в производительности батареи. Итак, какие факторы на это влияют? Понимание этих факторов может помочь вам принимать более обоснованные решения и получать максимальную отдачу от ваших батарей. Они включают следующее:
Анодные материалы
Материалы отрицательного электрода имеют самую высокую плотность энергии в литиевой батарее. Именно этот компонент выполняет большую часть задач при разрядке аккумулятора под нагрузкой, поэтому у него такие требования к производительности.
Анодные материалы с высокой плотностью энергии могут увеличить плотность энергии всей батареи. Катод также играет важную роль в характеристиках этих батарей.
Аккумуляторы на основе оксида кобальта имеют самую высокую плотность энергии. Они используют оксид кобальта в качестве катода и графитовый углерод в качестве анода. И из-за этой высокой плотности энергии эти батареи популярны в устройствах, которые потребляют больше энергии, включая все популярные сегодня электронные устройства.
Как указывалось ранее, материал активного катода в основном состоит из оксида металла. Крайне важно найти для них наиболее подходящие анодные материалы.
Материал активного анода обычно представляет собой материалы на основе углерода. В основном это графит, кремний или их комбинация.
Графит стал самым популярным вариантом, поскольку он обеспечивает большую электропроводность, низкую стоимость и стабильную структуру. С другой стороны, кремниевые аноды имеют более высокую плотность энергии, но имеют проблемы с объемным расширением и коротким сроком службы.
Еще один популярный вариант материала анода — графит с небольшим содержанием кремния. Такое сочетание создает наилучшие рабочие характеристики и плотность энергии.
Короче говоря, материал анода значительно влияет на плотность энергии литиевых батарей. Производители всегда ищут способы улучшить производительность, используя лучшие материалы на рынке в качестве отдельных материалов. Тем не менее, сочетание различных материалов создает батареи с лучшими характеристиками.
Поэтому при покупке батарей убедитесь, что вы понимаете материал анода. Это может помочь вам получить максимальную производительность от ваших батарей.
Платформа напряжения
Литий-ионные аккумуляторы продолжают завоевывать мир благодаря невероятной производительности и длительному сроку службы. Они предлагают самую высокую плотность энергии с большей мощностью, чем другие батареи.
Напряжение не является постоянным, когда они находятся в процессе заряда и разряда постоянным током. При разряде постоянным током изменения напряжения могут снижаться, стабилизироваться, а затем снова снижаться до точки, в которой оно больше не разряжается.
Такой постоянный ток заряда и разряда означает, что напряжение имеет плавный процесс. Таким образом, устойчивое значение является платформой заряда и разряда.
Батареи с большей стабильностью и более длительным временем работы на этой платформе обещают лучший уровень. Аккумулятор должен использовать этот период стабильности напряжения.
Выбор напряжения отсечки заряда и разряда, а также система, используемая при зарядке, также влияют на плотность энергии батареи. Это потому, что это напрямую касается жизненного цикла этой батареи.
Когда происходит слепое увеличение рабочего тока батареи, напряжение отсечки зарядки увеличивается, или может происходить обратное и уменьшаться напряжение, что снижает плотность энергии батареи и ее общую производительность.
Различные литиевые батареи имеют разные электрохимические системы, которые влияют на платформу напряжения, создавая различия в плотности энергии. Таким образом, выбор правильной батареи на основе ее платформы напряжения определяет, какую производительность вы получите от нее.
Производственный процесс
Процесс производства литиевых аккумуляторов во многом влияет на их плотность энергии. За прошедшие годы в производстве этих батарей было сделано несколько достижений, в основном касающихся их химического состава.
Инженеры экспериментируют с различными материалами катода и анода, чтобы найти лучшие электрохимические комбинации и изменить плотность энергии этих батарей, среди других параметров. Литий-кобальт-оксидные батареи, например, в настоящее время обладают самой высокой плотностью энергии. Они используют оксид кобальта на катоде и графитовый углерод в качестве анода.
Использование положительных электродов с высоким содержанием никеля и отрицательных электродов из кремния и углерода позволяет создавать батареи с высочайшей плотностью энергии. Но этого недостаточно. То, как эти материалы сгруппированы и используются, также определяет, насколько они будут работать.
Группировка блоков батарей путем размещения одноэлементных батарей и модулей — еще один способ повысить плотность энергии. Затем выполняется уменьшение размера за счет оптимизации структуры макета и топологии. Вот почему литиевые батареи обеспечивают наилучшие характеристики с превосходной плотностью энергии.
Оставить сообщение
Мы скоро свяжемся с вами
