请问金属锂离子电池电芯能量密度计算呢，哪种方法更加简单呢？

以上计算结果均为负极材料，石墨理论比容量为372mAh g^-1，目前可逆容量能达到365mAh g^-1，高容量轨迹负极材料可逆容量可达到1000-1500mAh g^-1。但在脱嵌锂过程中存在较大的体积膨胀和收缩，实际容量难以全部发挥，仅为380-450mAh g^-1。相对地，金属锂的理论比容量高达3860mAh g^-1，即使利用率33%，也有1287mAh g^-1，而且可以充当锂源。然而金属锂有许多诸如锂枝晶、孔洞不均匀生长、与电解液持续副反应、体积膨胀问题、循环过程中界面稳定性等安全问题。

考虑到不同电池中金属锂容量发挥可能性不同，本工作计算了金属锂利用率分别为100%、80%、50%、33%匹配不同正极材料的锂金属电池的能量密度。图3与图2对比，可以看出金属锂容量发挥的时候，相同正极的体系，金属锂离子电池比锂电池有更显著的能量密度。如Li-rich-300正极材料在金属锂作为负极时，能量密度649Wh kg^-1，即使发挥只有33%的时候能量密度也有521Wh kg^-1。 

图3 金属锂作为负极的电芯能量密度计算(a)Li容量全部发挥；(b)Li容量发挥80%；(c)Li容量发挥50%；(d)Li容量发挥33%.

三、18650单体电池能量密度估算

考虑上连接的极耳和封装材料，可以计算单体电池的能量密度。表4、5给出松下NCR18650圆柱电池和Prismatic系列软包方形单体电池的性能参数[6]。以NCR18650为例，其极耳以及封装材料占单体电池的质量分数一般为15%-20%。表6总结了锂电池不同负极材料对应电芯最高能量密度以及18650最高能量密度。表7则给出Si-C-1000负极与不同正极材料电芯、单体能量密度，其中LCO-220电芯能量密度为492Wh kg^-1，单体能量密度为416Wh kg^-1，可以看出由于封装材料所占电池总体比例更多，导致电池的能量密度进一步降低。