分析固态锂电池和锂电池的能量密度
来源：宝鄂实业
2019-12-01 21:54
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锂电池制造商分析固体锂电池和铁锂电池的能量密度。随着中国成为全球最大的电动汽车市场，与之密切相关的动力电池行业也在迅速发展。目前，纯电动汽车的发展受到电池能量密度低的制约。如果没有电池能量密度的重大突破，纯电动汽车的行驶里程将无法得到显著提高。纯电动汽车的发展将依赖政策支持的智能化和缺乏市场力量。现在锂电池制造商分析固体锂电池和锂铁电池的能量密度。
可靠的锂电池。JPG
能量密度
能量密度是储存在一个单位空间或质量中的能量量。电池的能量密度是电池单位体积或质量释放的能量量。电池的能量密度一般分为两个维度:重量能量密度和体积能量密度。
(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(瓦特小时/kg)。
(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(瓦特小时/升)。
电池的能量密度越高，单位体积或重量储存的能量就越多。
固体锂电池能量密度
固态电池有固态电解质，电解质的密度和结构允许更多的带电离子聚集在一端，传导更多的电流，提高电池的容量。所以同样的电量，固态电池会变得更小。更重要的是，固态电池更容易储存，因为它们没有电解液，也不需要额外添加冷却管和电子控制装置，以用于汽车等大型设备，从而节省成本和减轻重量。此外，在能量密度方面，锂电池技术正从锂离子向更高的锂金属能量密度发展。
根据《中国制造2025》的技术目标，到2020年，锂电池的能量密度将达到300Wh/kg，到2025年将达到400Wh/kg，到2030年将达到500Wh/kg。为了实现这一愿景，开发固态锂离子电池是一个非常可靠的选择。固态锂离子电池具有更高的能量密度，最大势能为900Wh/kg，结构更安全，因此曾被认为是汽车电池的理想选择。
锂铁电池能量密度
已知铁锂电池的能量密度可以达到157Wh/kg，但单个电池的能量密度降低到100Wh/kg。目前磷酸铁锂电池的容量密度一般在150Wh/kg左右，即使做的更好，也在160Wh/kg的左侧，与200Wh/kg的三芯电池的能量密度相差较大。即将上市的32131高能量密度圆柱形磷酸铁锂电池，单个能量密度为180Wh/kg，可用于300公里以上的乘用车。
磷酸铁锂电池的优点是稳定性好，即使发生碰撞、击穿也不会有自燃爆炸的风险，安全比效率更重要，事实上，2017年前磷酸铁锂电池在新能源行业的概率高达70%。如果磷酸铁锂电池的电池密度较高，在保证安全的基础上，肯定会增强其吸引力，毕竟对于汽车公司来说，性能略有下降，进一步对安全可能不是一个好的选择。
如何提高能量密度
1. 增加电池的大小。电池厂家可以增加原电池的尺寸来达到扩容的效果。但细胞“脂肪”或“长”只是一种症状，并不能治愈。解决方案是找到提高电池正极和负极材料以及电解质组件能量密度的关键技术。
2. 化学系统的变化。由于阴极材料的能量密度远高于阳极材料，因此需要对阴极材料进行升级以提高其能量密度。
3.系统能量密度:提高电池组分组效率。电池组的形成是对电池“攻城狮”能力的考验，以单细胞和模块布局、需要安全性为前提，最大限度地利用每一寸空间。
电池是一个非常全面的产品，你想要提高一个方面的性能，可能会牺牲其他方面的性能，这就是对电池设计和开发的理解。动力电池是车载的，所以能量密度并不是衡量电池质量的唯一标准。
