ความหนาแน่นของพลังงานคืออะไร?
ความหนาแน่นของพลังงานหมายถึง ปริมาณของพลังงานที่เก็บอยู่ในหน่วยพื้นที่หรือมวลของวัตถุบางอย่างความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่คือปริมาณของไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาโดยปริมาณหน่วยเฉลี่ยหรือมวลของแบตเตอรี่ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่โดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสองมิติ: ความหนาแน่นของพลังงานของน้ําหนักและความหนาแน่นของพลังงานของปริมาณ
น้ําหนักของแบตเตอรี่ ความหนาแน่นของพลังงาน = ความจุของแบตเตอรี่ × แพลตฟอร์มการทอดไฟ/น้ําหนัก, หน่วยพื้นฐานคือ Wh/kg (วัตต์-ชั่วโมง/kg)
ความหนาแน่นพลังงานของปริมาณแบตเตอรี่ = ความจุของแบตเตอรี่ × แพลตฟอร์มการทอด/ปริมาณ, หน่วยพื้นฐานคือ Wh/L (วัตต์ชั่วโมง/ลิตร)
ยิ่งความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่สูงขึ้น ยิ่งพลังงานสามารถเก็บได้มากขึ้นต่อหน่วยปริมาณหรือน้ําหนัก
ความหนาแน่นพลังงานของโมโนเมอร์คืออะไร?
ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่มักจะอ้างถึงสองแนวคิดที่แตกต่างกัน หนึ่งคือความหนาแน่นของพลังงานของเซลล์เดียว และอีกหนึ่งคือความหนาแน่นของพลังงานของระบบแบตเตอรี่
แบตเตอรี่เซลล์ คือ หน่วยที่เล็กที่สุดของระบบแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ M เป็นโมดูล และโมดูล N เป็นแบตเตอรี่แพ็ค ซึ่งเป็นโครงสร้างพื้นฐานของแบตเตอรี่พลังงานรถยนต์
ความหนาแน่นของพลังงานของเซลล์ตัวเดียว ดังที่ชื่อมันบอก มันคือความหนาแน่นของพลังงานในระดับของเซลล์ตัวเดียว
ตาม "ผลิตในจีน 2025" แผนการพัฒนาของแบตเตอรี่พลังงานได้ถูกระบุชัดเจน: ในปี 2020 ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่จะถึง 300Wh / kg; ในปี 2025ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่จะถึง 400Wh/kg; ในปี 2030 ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่จะถึง 500Wh/kg.
ความหนาแน่นพลังงานของระบบคืออะไร?
ความหนาแน่นพลังงานของระบบหมายถึงน้ําหนักหรือปริมาณของระบบแบตเตอรี่ทั้งหมดหลังจากการรวมโมโนเมอร์กับน้ําหนักหรือปริมาณของระบบแบตเตอรี่ทั้งหมดเพราะระบบแบตเตอรี่มีระบบจัดการแบตเตอรี่ระบบจัดการความร้อน วงจรความแรงสูงและความแรงต่ํา ฯลฯ ซึ่งครอบครองส่วนหนึ่งของน้ําหนักและพื้นที่ภายในของระบบแบตเตอรี่ความหนาแน่นของพลังงานของระบบแบตเตอรี่ต่ํากว่าของตัวเดียว.
ความหนาแน่นของพลังงานระบบ = พลังงานของระบบแบตเตอรี่ / น้ําหนักของระบบแบตเตอรี่ หรือปริมาณของระบบแบตเตอรี่
อะไรที่จํากัดความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ลิธีียม
สารเคมีที่อยู่เบื้องหลังแบตเตอรี่ เป็นสาเหตุหลัก
โดยทั่วไปแล้ว ส่วนสี่ส่วนของแบตเตอรี่ลิธีียมนั้นมีความสําคัญมาก: อิเล็กทรอัดบวก อิเล็กทรอัดลบ อิเล็กทรอลิท และแผ่นผ่าอิเล็กตรอดบวกและลบคือสถานที่ที่ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นซึ่งเท่ากับจังหวะเต้นของเรนดูครั้งที่สอง และตําแหน่งสําคัญของมันสามารถมองเห็นได้เราทุกคนรู้ว่า ความหนาแน่นของพลังงานของระบบแบตเตอรี่แพ็คที่มีลิเดียมสามประการเป็นคาโทดทําไมล่ะ?
วัสดุแอโนดที่มีอยู่ของแบตเตอรี่ลิตিয়ামไอออนส่วนใหญ่คือกราฟิต และความจุทางทฤษฎีของกราฟิตคือ 372mAh/gวัสดุ cathode, เพียง 160mAh / g ในขณะที่วัสดุสามประการ นิเคิล-โคบัลต์-แมนแกเนส (NCM) เป็นประมาณ 200mAh / g
ตามทฤษฎีกระบอก ระดับน้ําถูกกําหนดโดยจุดที่สั้นที่สุดของกระบอก และขีดต่ําของความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ลิตিয়ামไอออนขึ้นอยู่กับวัสดุคาโทด
พลาตฟอร์มความดันของฟอสเฟตเหล็กลิเดียมคือ 3.2V และดัชนีสามประการคือ 3.7V เมื่อเปรียบเทียบกับสองเฟส ความหนาแน่นของพลังงานสูง: ความแตกต่าง 16%.
แน่นอนว่านอกจากระบบเคมี ระดับของกระบวนการการผลิต เช่น ความหนาของผสมผสมผสาน ความหนาของฟอยล์ เป็นต้นความหนาแน่นของการบดขนาดใหญ่, ความจุของแบตเตอรี่ในพื้นที่จํากัดจะสูงขึ้น ดังนั้นความหนาแน่นของวัสดุหลักก็ถือว่าเป็นหนึ่งในตัวชี้วัดอัตราพลังงานของแบตเตอรี่
ในตอนที่ 4 ของรายการ "Great Power Heavy Equipment II" CATL ใช้ฟอยล์ทองแดงขนาด 6 ไมครอน เพื่อปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานโดยใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัย
ถ้าคุณสามารถติดต่อกับทุกบรรทัดได้ อ่านมันจนถึงจุดนี้ ขอแสดงความยินดี ความเข้าใจของคุณเกี่ยวกับแบตเตอรี่ได้ก้าวไปสู่ระดับต่อไป
เราจะเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานได้อย่างไร
การนําระบบวัสดุใหม่มาใช้ การปรับโครงสร้างแบตเตอรี่ลิเดียมและการปรับปรุงศักยภาพการผลิต เป็น 3 ขั้นตอนสําหรับนักวิจัยและพัฒนาด้านล่างเราจะอธิบายจากสองมิติของโมโนเมอร์และระบบ
∆ ความหนาแน่นของพลังงานของโมโนเมอร์ขึ้นอยู่กับการเจาะลึกของระบบเคมี
1เพิ่มขนาดของแบตเตอรี่
ผู้ผลิตแบตเตอรี่สามารถสร้างผลลัพธ์ของการขยายพลังงานได้ โดยการเพิ่มขนาดของแบตเตอรี่เดิม ตัวอย่างที่คุ้นเคยที่สุดคือ เทสล่าบริษัทรถไฟฟ้าที่รู้จักกันดี ที่เป็นผู้นําในการใช้แบตเตอรี่ Panasonic 18650จะเปลี่ยนมันด้วยแบตเตอรี่ใหม่ 21700
แต่ "การอ้วน" หรือ "การเติบโต" ของเซลล์แบตเตอรี่ เป็นเพียงอาการเท่านั้น ไม่ใช่การรักษา The method of drawing wages from the bottom of the kettle is to find the key technology to improve the energy density from the positive and negative electrode materials and electrolyte components that make up the battery cell.
2การปฏิรูประบบเคมี
อย่างที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ถูกจํากัดโดยไฟฟ้าบวกและลบของแบตเตอรี่เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานของวัสดุ anode ปัจจุบันใหญ่กว่ามากของ cathode, มันจําเป็นต้องปรับปรุงวัสดุคาโทดอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงาน
คาโทดไนเคิลสูง
วัสดุสามประเภทโดยทั่วไปหมายถึงครอบครัวขนาดใหญ่ของ นิเคิล-โคบัลต์-มังกะนีสออกไซด์ และเราสามารถเปลี่ยนแปลงผลการทํางานของแบตเตอรี่ โดยการเปลี่ยนแปลงสัดส่วนของ นิเคิล, โคบัลต์ และมังกะนีส
ในรูปปริมาณซิลิคอนคาร์บอน anode
ความจุเฉพาะของวัสดุแอโนด์ที่ใช้ซิลิคอนสามารถถึง 4200mAh/g ซึ่งสูงกว่าความจุเฉพาะในทฤษฎีของแอโนด์กราฟิต 372mAh/g มากดังนั้นมันจึงกลายเป็นตัวแทนที่แข็งแกร่งของแอโนด์กราฟิต.
ในปัจจุบันการใช้วัสดุประกอบซิลิคอน-คาร์บอนเพื่อปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ ได้รับการยอมรับว่าเป็นหนึ่งในทิศทางการพัฒนาของวัสดุแอนโอดแบตเตอรี่ลิตিয়ামไอออนในอุตสาหกรรมโมเดล 3 ของเทสลาใช้อะโนด์ซิลิคอนคาร์บอน
ในอนาคต หากคุณต้องการไปอีกขั้นหนึ่ง - ผ่านขั้นต่ํา 350Wh/kg ของเซลล์เดียวแต่นั่นก็หมายถึงการเปลี่ยนแปลงและปรับปรุงกระบวนการผลิตแบตเตอรี่ทั้งหมดสามารถเห็นได้เลยว่าสัดส่วนของนิเคิลจะสูงขึ้นและสูงขึ้น และสัดส่วนของโคบาลต์จะต่ําลงและต่ําลงความจุเฉพาะของเซลล์สูงขึ้นนอกจากนี้ เนื่องจากแหล่งทรัพยากรโคบาลต์หายาก การเพิ่มสัดส่วนของนิเคิลจะลดปริมาณโคบาลต์ที่ใช้
3. ความหนาแน่นของพลังงานระบบ: ปรับปรุงประสิทธิภาพการจัดกลุ่มของแบตเตอรี่
กลุ่มแบตเตอรี่พัคทดสอบความสามารถของแบตเตอรี่ "สิงโตล้อม" ในการจัดเรียงเซลล์และโมดูลตัวเดียวและมันจําเป็นที่จะใช้บริการที่สูงสุดของทุกนิ้วของพื้นที่บนข้อเสนอความปลอดภัย.
ความหนาแน่นของพลังงานคืออะไร?
ความหนาแน่นของพลังงานหมายถึง ปริมาณของพลังงานที่เก็บอยู่ในหน่วยพื้นที่หรือมวลของวัตถุบางอย่างความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่คือปริมาณของไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาโดยปริมาณหน่วยเฉลี่ยหรือมวลของแบตเตอรี่ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่โดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสองมิติ: ความหนาแน่นของพลังงานของน้ําหนักและความหนาแน่นของพลังงานของปริมาณ
น้ําหนักของแบตเตอรี่ ความหนาแน่นของพลังงาน = ความจุของแบตเตอรี่ × แพลตฟอร์มการทอดไฟ/น้ําหนัก, หน่วยพื้นฐานคือ Wh/kg (วัตต์-ชั่วโมง/kg)
ความหนาแน่นพลังงานของปริมาณแบตเตอรี่ = ความจุของแบตเตอรี่ × แพลตฟอร์มการทอด/ปริมาณ, หน่วยพื้นฐานคือ Wh/L (วัตต์ชั่วโมง/ลิตร)
ยิ่งความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่สูงขึ้น ยิ่งพลังงานสามารถเก็บได้มากขึ้นต่อหน่วยปริมาณหรือน้ําหนัก
ความหนาแน่นพลังงานของโมโนเมอร์คืออะไร?
ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่มักจะอ้างถึงสองแนวคิดที่แตกต่างกัน หนึ่งคือความหนาแน่นของพลังงานของเซลล์เดียว และอีกหนึ่งคือความหนาแน่นของพลังงานของระบบแบตเตอรี่
แบตเตอรี่เซลล์ คือ หน่วยที่เล็กที่สุดของระบบแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ M เป็นโมดูล และโมดูล N เป็นแบตเตอรี่แพ็ค ซึ่งเป็นโครงสร้างพื้นฐานของแบตเตอรี่พลังงานรถยนต์
ความหนาแน่นของพลังงานของเซลล์ตัวเดียว ดังที่ชื่อมันบอก มันคือความหนาแน่นของพลังงานในระดับของเซลล์ตัวเดียว
ตาม "ผลิตในจีน 2025" แผนการพัฒนาของแบตเตอรี่พลังงานได้ถูกระบุชัดเจน: ในปี 2020 ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่จะถึง 300Wh / kg; ในปี 2025ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่จะถึง 400Wh/kg; ในปี 2030 ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่จะถึง 500Wh/kg.
ความหนาแน่นพลังงานของระบบคืออะไร?
ความหนาแน่นพลังงานของระบบหมายถึงน้ําหนักหรือปริมาณของระบบแบตเตอรี่ทั้งหมดหลังจากการรวมโมโนเมอร์กับน้ําหนักหรือปริมาณของระบบแบตเตอรี่ทั้งหมดเพราะระบบแบตเตอรี่มีระบบจัดการแบตเตอรี่ระบบจัดการความร้อน วงจรความแรงสูงและความแรงต่ํา ฯลฯ ซึ่งครอบครองส่วนหนึ่งของน้ําหนักและพื้นที่ภายในของระบบแบตเตอรี่ความหนาแน่นของพลังงานของระบบแบตเตอรี่ต่ํากว่าของตัวเดียว.
ความหนาแน่นของพลังงานระบบ = พลังงานของระบบแบตเตอรี่ / น้ําหนักของระบบแบตเตอรี่ หรือปริมาณของระบบแบตเตอรี่
อะไรที่จํากัดความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ลิธีียม
สารเคมีที่อยู่เบื้องหลังแบตเตอรี่ เป็นสาเหตุหลัก
โดยทั่วไปแล้ว ส่วนสี่ส่วนของแบตเตอรี่ลิธีียมนั้นมีความสําคัญมาก: อิเล็กทรอัดบวก อิเล็กทรอัดลบ อิเล็กทรอลิท และแผ่นผ่าอิเล็กตรอดบวกและลบคือสถานที่ที่ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นซึ่งเท่ากับจังหวะเต้นของเรนดูครั้งที่สอง และตําแหน่งสําคัญของมันสามารถมองเห็นได้เราทุกคนรู้ว่า ความหนาแน่นของพลังงานของระบบแบตเตอรี่แพ็คที่มีลิเดียมสามประการเป็นคาโทดทําไมล่ะ?
วัสดุแอโนดที่มีอยู่ของแบตเตอรี่ลิตিয়ামไอออนส่วนใหญ่คือกราฟิต และความจุทางทฤษฎีของกราฟิตคือ 372mAh/gวัสดุ cathode, เพียง 160mAh / g ในขณะที่วัสดุสามประการ นิเคิล-โคบัลต์-แมนแกเนส (NCM) เป็นประมาณ 200mAh / g
ตามทฤษฎีกระบอก ระดับน้ําถูกกําหนดโดยจุดที่สั้นที่สุดของกระบอก และขีดต่ําของความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ลิตিয়ামไอออนขึ้นอยู่กับวัสดุคาโทด
พลาตฟอร์มความดันของฟอสเฟตเหล็กลิเดียมคือ 3.2V และดัชนีสามประการคือ 3.7V เมื่อเปรียบเทียบกับสองเฟส ความหนาแน่นของพลังงานสูง: ความแตกต่าง 16%.
แน่นอนว่านอกจากระบบเคมี ระดับของกระบวนการการผลิต เช่น ความหนาของผสมผสมผสาน ความหนาของฟอยล์ เป็นต้นความหนาแน่นของการบดขนาดใหญ่, ความจุของแบตเตอรี่ในพื้นที่จํากัดจะสูงขึ้น ดังนั้นความหนาแน่นของวัสดุหลักก็ถือว่าเป็นหนึ่งในตัวชี้วัดอัตราพลังงานของแบตเตอรี่
ในตอนที่ 4 ของรายการ "Great Power Heavy Equipment II" CATL ใช้ฟอยล์ทองแดงขนาด 6 ไมครอน เพื่อปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานโดยใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัย
ถ้าคุณสามารถติดต่อกับทุกบรรทัดได้ อ่านมันจนถึงจุดนี้ ขอแสดงความยินดี ความเข้าใจของคุณเกี่ยวกับแบตเตอรี่ได้ก้าวไปสู่ระดับต่อไป
เราจะเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานได้อย่างไร
การนําระบบวัสดุใหม่มาใช้ การปรับโครงสร้างแบตเตอรี่ลิเดียมและการปรับปรุงศักยภาพการผลิต เป็น 3 ขั้นตอนสําหรับนักวิจัยและพัฒนาด้านล่างเราจะอธิบายจากสองมิติของโมโนเมอร์และระบบ
∆ ความหนาแน่นของพลังงานของโมโนเมอร์ขึ้นอยู่กับการเจาะลึกของระบบเคมี
1เพิ่มขนาดของแบตเตอรี่
ผู้ผลิตแบตเตอรี่สามารถสร้างผลลัพธ์ของการขยายพลังงานได้ โดยการเพิ่มขนาดของแบตเตอรี่เดิม ตัวอย่างที่คุ้นเคยที่สุดคือ เทสล่าบริษัทรถไฟฟ้าที่รู้จักกันดี ที่เป็นผู้นําในการใช้แบตเตอรี่ Panasonic 18650จะเปลี่ยนมันด้วยแบตเตอรี่ใหม่ 21700
แต่ "การอ้วน" หรือ "การเติบโต" ของเซลล์แบตเตอรี่ เป็นเพียงอาการเท่านั้น ไม่ใช่การรักษา The method of drawing wages from the bottom of the kettle is to find the key technology to improve the energy density from the positive and negative electrode materials and electrolyte components that make up the battery cell.
2การปฏิรูประบบเคมี
อย่างที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ถูกจํากัดโดยไฟฟ้าบวกและลบของแบตเตอรี่เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานของวัสดุ anode ปัจจุบันใหญ่กว่ามากของ cathode, มันจําเป็นต้องปรับปรุงวัสดุคาโทดอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงาน
คาโทดไนเคิลสูง
วัสดุสามประเภทโดยทั่วไปหมายถึงครอบครัวขนาดใหญ่ของ นิเคิล-โคบัลต์-มังกะนีสออกไซด์ และเราสามารถเปลี่ยนแปลงผลการทํางานของแบตเตอรี่ โดยการเปลี่ยนแปลงสัดส่วนของ นิเคิล, โคบัลต์ และมังกะนีส
ในรูปปริมาณซิลิคอนคาร์บอน anode
ความจุเฉพาะของวัสดุแอโนด์ที่ใช้ซิลิคอนสามารถถึง 4200mAh/g ซึ่งสูงกว่าความจุเฉพาะในทฤษฎีของแอโนด์กราฟิต 372mAh/g มากดังนั้นมันจึงกลายเป็นตัวแทนที่แข็งแกร่งของแอโนด์กราฟิต.
ในปัจจุบันการใช้วัสดุประกอบซิลิคอน-คาร์บอนเพื่อปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ ได้รับการยอมรับว่าเป็นหนึ่งในทิศทางการพัฒนาของวัสดุแอนโอดแบตเตอรี่ลิตিয়ামไอออนในอุตสาหกรรมโมเดล 3 ของเทสลาใช้อะโนด์ซิลิคอนคาร์บอน
ในอนาคต หากคุณต้องการไปอีกขั้นหนึ่ง - ผ่านขั้นต่ํา 350Wh/kg ของเซลล์เดียวแต่นั่นก็หมายถึงการเปลี่ยนแปลงและปรับปรุงกระบวนการผลิตแบตเตอรี่ทั้งหมดสามารถเห็นได้เลยว่าสัดส่วนของนิเคิลจะสูงขึ้นและสูงขึ้น และสัดส่วนของโคบาลต์จะต่ําลงและต่ําลงความจุเฉพาะของเซลล์สูงขึ้นนอกจากนี้ เนื่องจากแหล่งทรัพยากรโคบาลต์หายาก การเพิ่มสัดส่วนของนิเคิลจะลดปริมาณโคบาลต์ที่ใช้
3. ความหนาแน่นของพลังงานระบบ: ปรับปรุงประสิทธิภาพการจัดกลุ่มของแบตเตอรี่
กลุ่มแบตเตอรี่พัคทดสอบความสามารถของแบตเตอรี่ "สิงโตล้อม" ในการจัดเรียงเซลล์และโมดูลตัวเดียวและมันจําเป็นที่จะใช้บริการที่สูงสุดของทุกนิ้วของพื้นที่บนข้อเสนอความปลอดภัย.
