解析固态电池和铁电池能量密度

2021-05-24      2969 次浏览

锂离子电池厂家解析固态锂离子电池和铁锂离子电池能量密度。随着我国成为大电动汽车市场,与之密不可分的动力锂电池行业也得到迅速发展。目前纯电动汽车的发展一直受到电池能量密度低的桎梏。电池能量密度没有大的突破,纯电动汽车的续航里程就无法大幅提高,纯电动汽车的发展将智能依赖于政策支持,缺乏市场动力。今天锂离子电池厂家就来解析固态锂离子电池和铁锂离子电池能量密度。


能量密度


能量密度是指在单位一定的空间或质量物质中储量的大小。电池的能量密度也就是电池平均单位体积或质量所释放出的电能。电池的能量密度一般分重量能量密度和体积能量密度两个维度。


(1)电池重量能量密度=电池容量×放电平台/重量,基本单位为Wh/kg(瓦时/千克)。


(2)电池体积能量密度=电池容量×放电平台/体积,基本单位为Wh/L(瓦时/升)。


电池的能量密度越大,单位体积、或重量内存储的电量越多。


固态锂离子电池能量密度


固态电池其电解质为固态,具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一端,传导更大的电流,进而提升电池容量。因此,同样的电量,固态电池体积将变得更小。不仅如此,固态电池中由于没有电解液,封存变得更加容易,在汽车等大型设备上使用时,也不要再额外新增冷却管、电子控件等,在节约成本的同时还减轻自身重量。此外,在能量密度方面,锂离子电池的技术正由锂离子向锂金属更高的能量密度发展。


按照《我国制造2025》确定的技术目标,2020年锂离子电池能量密度到300Wh/kg,2025年能量密度达到400Wh/kg,2030年能量密度达到500Wh/kg。要实现这一愿景,发展固态锂离子电池是一个相当稳妥的选择。而固态锂离子电池的能量密度则会高很多,全固态锂离子电池的能量密度最高潜力达900Wh/kg,并且结构更加安全,所以它一度被认为是理想的汽车电池。


铁锂离子电池能量密度


据了解,铁锂离子电池单体电池的能量密度可达157Wh/kg,但单体电池成组后能量密度则降为100Wh/kg。现在磷酸铁锂离子电池的能力密度一般还都是在150Wh/kg左右,即使做得好一些,也是在160Wh/kg左,这个和三元电池的200Wh/kg能量密度相比,差距很大。即将生产的32131高能量密度圆柱磷酸铁锂离子电池,单体能量密度达到180Wh/kg,使用该电池的乘用车,续航里程可达到300km以上。


铁锂离子电池的优势就是稳定,即便碰撞、穿刺也不会有自燃爆炸风险,安全相比于效能其实更值得重视,其实在2017年之前磷酸铁锂离子电池在新能源行业的装几率高达70%。假如把磷酸铁锂离子电池的电池密度做的更高,在保证安全的基础上,必定会增强吸引力,毕竟关于车企而言,性能上稍打折扣,在安全性上更进一步未必不是一种好的选择。


如何提高能量密度


1.增大电池尺寸。电池厂家可以通过增大原来电池尺寸来达到电量扩容的效果。但是电芯“变胖”或者“长个”只是治标,并不治本。釜底抽薪的办法,是从构成电池单元的正负极材料以及电解液成分中,找到提高能量密度的关键技术。


2.化学体系变革。由于目前负极材料的能量密度远大于正极,所以提高能量密度就要不断升级正极材料。


3.系统能量密度:提升电池包的成组效率。电池包的成组考验的是电池“攻城狮“们对单体电芯和模组排兵布阵的能力,要以安全性为前提,最大程度地利用每一寸空间。


电池是一个很全方位的产品,你要提升某一方面的性能,可能会牺牲其他方面的性能,这是电池设计研发的理解基础。动力锂电池属于车载专用,因而能量密度不是衡量电池品质的唯一尺度。


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