Jaka jest gęstość energii akumulatora zasilającego

Gęstość energii (Energydensity) odnosi się do ilości energii zmagazynowanej w jednostce określonej przestrzeni lub materii masowej. Gęstość energii akumulatora to energia elektryczna uwalniana przez średnią jednostkową objętość lub masę akumulatora . Gęstość energii akumulatora ogólnie dzieli się na dwa wymiary: gęstość energii ciężaru i gęstość energii objętości.

Masa akumulatora, gęstość energii = pojemność akumulatora × platforma wyładowcza/waga, podstawową jednostką jest Wh/kg (watogodzina/kg)

Gęstość energii w objętości akumulatora = pojemność akumulatora × platforma wyładowcza/objętość, podstawową jednostką jest Wh/L (watogodzina/litr)

Im większa gęstość energii akumulatora, tym więcej energii zmagazynowanej na jednostkę objętości lub masy.

Jaka jest gęstość energii monomeru?

Gęstość energii akumulatora często wskazuje na dwie różne koncepcje: jedna to gęstość energii pojedynczego ogniwa, a druga to gęstość energii układu akumulatorowego.

Ogniwo akumulatorowe jest najmniejszą jednostką układu akumulatorowego. M akumulatorów tworzy moduł, a N modułów tworzy pakiet akumulatorów. Jest to podstawowa struktura akumulatora samochodowego.

Gęstość energii pojedynczej komórki, jak sama nazwa wskazuje, jest gęstością energii na poziomie pojedynczej komórki.

Zgodnie z „Made in China 2025” określony jest plan rozwoju akumulatorów energetycznych: w 2020 r. gęstość energii akumulatorów osiągnie 300Wh/kg; w 2025 roku gęstość energii baterii osiągnie 400Wh/kg; w 2030 r. energia akumulatorowagęstość osiągnie 500 Wh/kg. Odnosi się to do gęstości energii na poziomie pojedynczej komórki.

Jaka jest gęstość energii systemu?

Gęstość energii systemu odnosi się do masy lub objętości całego systemu baterii w porównaniu z masą lub objętością całego systemu baterii po zakończeniu połączenia monomerów. Ponieważ system akumulatorów zawiera system zarządzania akumulatorem, system zarządzania temperaturą, obwody wysokiego i niskiego napięcia itp. zajmują część masy i przestrzeni wewnętrznej systemu akumulatorów, gęstość energii układu akumulatorów jest niższa niż gęstość energii monomeru .

Gęstość energii systemu = moc systemu akumulatorowego / masa systemu akumulatorowego LUB objętość systemu akumulatorowego

Co ogranicza gęstość energii baterii litowych?

Cztery części baterii litowej są bardzo istotne: elektroda dodatnia, elektroda ujemna, elektrolit i membrana. Bieguny dodatni i ujemny to miejsca, w których zachodzą reakcje chemiczne, które są równoważne dwóm żyłom Ren i Du, a ich ważny status jest oczywisty.

Wszyscy wiemy, że gęstość energii układu akumulatorów z trójskładnikowym litem jako elektrodą dodatnią jest wyższa niż gęstość energii układu akumulatorów z fosforanem litowo-żelazowym jako elektrodą dodatnią. Dlaczego to?

Większość obecnych materiałów anodowych do akumulatorów litowo-jonowych to grafit, a teoretyczna pojemność gramowa grafitu wynosi 372 mAh/g. Teoretyczna pojemność gramowa materiału katody, fosforanu litu i żelaza, wynosi tylko 160 mAh/g, podczas gdy trójskładnikowy materiał nikiel-kobalt-mangan (NCM) wynosi około 200 mAh/g.

Platforma napięciowa fosforanu litowo-żelazowego wynosi 3,2 V, a indeks trójskładnikowy wynosi 3,7 V. Porównując dwie fazy, gęstość energii jest wysoka, a różnica wynosi 16%.

Jak zwiększyć gęstość energii?

Zwiększ rozmiar baterii

Producenci baterii mogą osiągnąć efekt zwiększenia pojemności poprzez zwiększenie oryginalnego rozmiaru baterii. Najbardziej znanym przykładem jest to, że Tesla, znany producent samochodów elektrycznych, który jako pierwszy zastosował akumulator Panasonic 18650, zastąpi go nowym akumulatorem 21700.

Reforma systemu chemicznego

Gęstość energii akumulatora jest ograniczona przez dodatnie i ujemne elektrody akumulatora. Ponieważ gęstość energii obecnego materiału elektrody ujemnej jest znacznie większa niż gęstość energii elektrody dodatniej, zwiększenie gęstości energii wymaga ciągłego ulepszania materiału elektrody dodatniej.

Katoda o wysokiej zawartości niklu

Materiały trójskładnikowe ogólnie odnoszą się do dużej rodziny tlenków litu, tlenków niklu, kobaltu i manganu. Możemy zmienić wydajność baterii, zmieniając stosunek trzech pierwiastków: niklu, kobaltu i manganu.

Udział niklu jest coraz większy, a udział kobaltu jest coraz niższy. Im wyższa zawartość niklu, tym większa pojemność właściwa ogniwa akumulatora. Ponadto, ze względu na ograniczone zasoby kobaltu, zwiększenie udziału niklu spowoduje zmniejszenie ilości wykorzystywanego kobaltu.

Anoda krzemowo-węglowa

Pojemność właściwa materiałów anodowych na bazie krzemu może osiągnąć 4200 mAh/g, czyli znacznie więcej niż teoretyczna pojemność właściwa anod grafitowych wynosząca 372 mAh/g, dlatego stała się potężnym zamiennikiem anod grafitowych.

Gęstość energii systemu: popraw wydajność zestawów akumulatorów

Zoptymalizowana struktura układu: Pod względem wymiarów wewnętrzny układ systemu można zoptymalizować, aby wewnętrzne elementy zestawu akumulatorów były bardziej zwarte i wydajne.

Realizujemy projekty redukcji masy przy założeniu zapewnienia sztywności i niezawodności konstrukcji poprzez obliczenia symulacyjne. Dzięki tej technologii można osiągnąć optymalizację topologii i optymalizację topografii, co ostatecznie pomaga w uzyskaniu lekkich szaf bateryjnych.

Wybór materiału: Możemy wybrać materiały o niskiej gęstości. Na przykład pokrywa akumulatora stopniowo zmieniała się z tradycyjnej osłony blaszanej na osłonę z materiału kompozytowego, co może zmniejszyć wagę o około 35%. W przypadku dolnej skrzynki akumulatora stopniowo zmieniano rozwiązanie z tradycyjnego rozwiązania z blachy na rozwiązanie z profili aluminiowych, zmniejszając wagę o około 40%, a efekt lekkości jest oczywisty.

Zintegrowany projekt pojazdu: Zintegrowany projekt pojazdu i konstrukcja pojazdu są rozpatrywane w sposób kompleksowy, w miarę możliwości współdzieląc i współdzieląc części konstrukcyjne, takie jak konstrukcja antykolizyjna, aby osiągnąć najwyższą lekkość

Bateria jest produktem bardzo kompleksowym. Jeśli chcesz poprawić jeden aspekt wydajności, możesz poświęcić inne aspekty wydajności. Stanowi to podstawę do zrozumienia projektowania i rozwoju akumulatorów. Akumulatory mocy dedykowane są do pojazdów, zatem gęstość energii nie jest jedyną miarą jakości akumulatorów.