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为什么能量密度对电池很重要?

发布者:【浩博电池资讯】   发布时间:2023-06-09 19:06:44   点击量:715

电池能量密度是电池所含能量与其重量或大小的比值。我们称之为重量比能量密度和体积比能量密度。


DFEbattery


例如,我们用瓦特小时来衡量电池的能量(瓦特每小时,相当于使用一个瓦特一个小时)。然后我们可以用电池的瓦特小时(wh)除以它的千克(重量)或体积(升)。


因此,电池可以为设备供电的时间长度与其重量或尺寸之比等于能量密度。


为什么电池能量密度很重要?


电池能量密度至关重要,因为能量密度越高,相对于其尺寸而言,电池释放电荷的时间就越长。也就是说,当没有太多空间放置电池,但你需要大量能量输出时,高能量密度电池会很有用。智能手机和其他手持设备就是很好的例子。


Handheldelectronicdevice


让我们把能量密度的好处提出来作为一个问题:你愿意拥有一个小而轻的电池来长时间供电,还是一个笨重的电池来占用大量空间并且只提供少量的能量?


几乎在每个种姓中,前一种情况更有利,这就是为什么高能量密度在我们的世界中是至关重要的。


电池的能量密度与功率密度


很容易混淆能量密度和功率密度因为它们在某些方面很相似。它们都测量电池相对于其重量的电特性。


batterywithhighenergydensity


然而,能量密度和功率密度有一个重要的区别:电池能量密度测量的是瓦特小时(wh)每千克(kg),功率密度测量瓦特输出每公斤。


这就是力量与能量发挥作用的地方。功率密度衡量能量输送的速度,而能量密度衡量电池能容纳多少能量。


使用高能量密度的电池有什么好处?


高能量密度的电池改变了移动世界。有了更多的能源,我们可以在更小的空间里安装有用的电池。这使得持久耐用的电话,笔记本电脑,耳塞,或医疗设备。


highenergydensedevices


与过去的替代品相比,它们也非常轻便。你能想象随身携带一部5磅重的iPhone吗?还是10磅的平板?


更高的能量密度也意味着我们可以将大量能量装入更大的移动设备,如汽车、飞机、建筑设备和机器人。


高能量密度有什么风险?


当电池储存更多的能量时,如果出现问题,它就有更多的能量可以释放。


锂离子电池中的液体电解质是易挥发的并且可能导致燃烧,造成火灾危险。正因为如此,这些电池内置了安全功能,限制了它们的重量和体积。


risksofhighenergydensebatteries


因此,电池的能量密度越高,它就越危险,这对进一步的发展构成了限制(和风险)。


目前哪种电池的能量密度最高?


毫无疑问,锂离子电池说到高能量密度,就拿蛋糕来说吧。他们在能耗和便携性方面的进步改变了我们的世界。事实上,锂离子电池的能量密度在260-270wh/kg之间,而铅酸电池的能量密度在50-100wh/kg之间。


batterytypeenergydensity


在过去的十年里,锂离子电池取得了许多进步,特别是在化学方面。通过使用不同的阳极和阴极材料,工程师们可以进行电化学实验,改变能量密度、功率密度等。


这锂离子电池能量密度最高的是钴酸锂电池。它使用氧化钴作为阴极,石墨碳作为阳极。由于其高能量密度,它在智能手机、笔记本电脑、手表、汽车和任何需要长时间供电的紧凑型设备中很受欢迎。


→建议阅读:阳极与阴极:有什么区别?


克服极限:固态电池


因此,如果我们在锂离子电池的发展上达到了极限,我们将何去何从?电池技术的未来在于固态电池.


还记得锂离子电池有一种液体电解质溶液吗?这种溶液的液态是一个基本问题。它不稳定,暴露在氧气中会挥发,并且有相当大的安全风险。由于这些安全问题,它也限制了尺寸和能量密度的进步。


固态电池解决了这些问题。在这些电池中,电解质是固体而不是液体,因此比当前的锂离子电池具有更高的能量密度(2.5倍)。它们还具有更快的充电时间和更少的安全问题,使电池更小更紧凑。


虽然固态电池还不容易获得,但它们可能会再次彻底改变我们的世界。


柯蒂斯拖车仍然拉


这就是为什么它很重要


电池的能量密度对于它的大小、它可以为你的设备供电多长时间,甚至是你的电池的安全性都是至关重要的。事实上,这是电池发展的一个主要话题,也是锂离子电池如此受欢迎的原因。


化学家和工程师一直在努力创造具有高能量密度的安全、耐用的电池,我们可能会在固态电池的化学中找到完美的解决方案。未来已经成熟新的创新在锂电池中。


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  • 安全
  • 可靠
  • 环保
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  • 高性能

    能量密度:125-160Wh/kg
    充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
    温度范围:-40℃—65℃
    自耗电:≤3%/月

  • 高安全

    过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
    撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。

  • 高可靠

    动力电池循环寿命不低于2000次,
    80%容量保持率;
    电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
    符合国军标要求。