Quelle est la densité d'énergie?
La densité d'énergie désigne la quantité d'énergie stockée dans une certaine unité d'espace ou de masse de matière.La densité d'énergie d'une batterie est la quantité d'électricité émise par le volume ou la masse unitaire moyenne de la batterie.La densité énergétique d'une batterie est généralement divisée en deux dimensions: densité énergétique de poids et densité énergétique de volume.
Poids de la batterie densité d'énergie = capacité de la batterie × plateforme de décharge/poids, l'unité de base est Wh/kg (watts-heures/kg)
Densité d'énergie du volume de la batterie = capacité de la batterie ×plateforme de décharge/volume, l'unité de base est Wh/L (watts-heures/litre)
Plus la densité d'énergie d'une batterie est élevée, plus la puissance peut être stockée par unité de volume ou de poids.
Quelle est la densité énergétique des monomères?

La densité d'énergie d'une batterie fait souvent référence à deux concepts différents, l'un est la densité d'énergie d'une seule cellule, et l'autre est la densité d'énergie d'un système de batterie.
Une cellule de batterie est la plus petite unité d'un système de batterie.
La densité d'énergie d'une seule cellule, comme son nom l'indique, est la densité d'énergie au niveau d'une seule cellule.
Selon le "Made in China 2025", le plan de développement des batteries de puissance a été clarifié: en 2020, la densité énergétique des batteries atteindra 300Wh/kg; en 2025,la densité d'énergie de la batterie atteindra 400Wh/kg; En 2030, la densité d'énergie des batteries atteindra 500Wh/kg. Cela se réfère à la densité d'énergie au niveau d'une seule cellule.

Quelle est la densité énergétique du système?

La densité d'énergie du système fait référence au poids ou au volume de l'ensemble du système de batterie après la combinaison des monomères au poids ou au volume de l'ensemble du système de batterie.Parce que le système de batterie contient le système de gestion de la batterie, système de gestion thermique, circuits haute et basse tension, etc., qui occupent une partie du poids et de l'espace interne du système de batterie,la densité d'énergie du système de batterie est inférieure à celle du corps unique.
Densité d'énergie du système = puissance du système de batterie / poids du système de batterie OU volume du système de batterie
Qu'est-ce qui limite exactement la densité d'énergie des batteries au lithium?
La chimie derrière la batterie est la principale raison.
D'une manière générale, les quatre parties d'une batterie au lithium sont très critiques: l'électrode positive, l'électrode négative, l'électrolyte et le diaphragme.Les électrodes positives et négatives sont les endroits où la réaction chimique a lieu, ce qui équivaut à la seconde impulsion de Ren Du, et sa position importante peut être vue.Nous savons tous que la densité d'énergie d'un système de batterie avec du lithium ternaire comme cathode est supérieure à celle d'un système de batterie avec du lithium fer phosphate comme cathodePourquoi?
Les matériaux d'anode existants des batteries lithium-ion sont principalement du graphite, et la capacité théorique en grammes du graphite est de 372 mAh/g.le matériau de la cathode, est seulement de 160 mAh/g, tandis que le matériau ternaire nickel-cobalt-manganèse (NCM) est d'environ 200 mAh/g.
Selon la théorie du fût, le niveau d'eau est déterminé par le point le plus court du fût, et la limite inférieure de la densité d'énergie des batteries lithium-ion dépend du matériau de la cathode.
La plateforme de tension du phosphate de fer de lithium est de 3,2 V, et l'indice ternaire est de 3,7 V, comparé aux deux phases, la densité d'énergie est élevée: une différence de 16%.
Bien sûr, en plus du système chimique, le niveau du processus de production tel que la densité de compactage, l'épaisseur de la feuille, etc., affectera également la densité d'énergie.plus la densité de compactage est grande, plus la capacité de la batterie dans un espace limité est élevée, de sorte que la densité de compactage du matériau principal est également considérée comme l'un des indicateurs de référence de la densité d'énergie de la batterie.
Dans le quatrième épisode de "Great Power Heavy Equipment II", CATL utilise une feuille de cuivre de 6 microns pour améliorer la densité d'énergie en utilisant une technologie de pointe.
Si vous pouvez vous en tenir à chaque ligne, lisez-la jusqu'à ce point. Félicitations, votre compréhension des batteries a atteint le niveau suivant.

Comment augmenter la densité énergétique?
L'adoption d'un nouveau système de matériaux, le réglage fin de la structure de la batterie au lithium,et l'amélioration de la capacité de fabrication sont les trois étapes pour les ingénieurs de R & D à "danser avec les manches longues". Ci-dessous, nous allons expliquer à partir des deux dimensions du monomère et du système.
La densité énergétique des monomères dépend principalement de la percée du système chimique
1Augmentez la taille de la batterie.
Les fabricants de batteries peuvent obtenir l'effet d'expansion de puissance en augmentant la taille de la batterie d'origine.la société de véhicules électriques bien connue qui a été pionnière dans l'utilisation des batteries Panasonic 18650, le remplacera par une nouvelle batterie 21700.
Cependant, le " grossissement " ou la " croissance " de la cellule de la batterie n'est qu'un symptôme, pas un remède. 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.
2Réforme du système chimique
Comme mentionné précédemment, la densité d'énergie d'une batterie est limitée par les électrodes positives et négatives de la batterie.Comme la densité d'énergie du matériau d'anode est beaucoup plus grande que celle de la cathode, il est nécessaire d'améliorer continuellement le matériau de la cathode pour améliorer la densité d'énergie.

Catode à haute teneur en nickel
Les matériaux ternaires font généralement référence à la grande famille des oxydes de nickel-cobalt-manganèse, et nous pouvons changer les performances des batteries en modifiant le rapport de nickel, de cobalt et de manganèse.
Dans la figure, anode au silicium-carbone
La capacité spécifique des matériaux d'anode à base de silicium peut atteindre 4200 mAh/g, ce qui est beaucoup plus élevé que la capacité spécifique théorique de l'anode de graphite de 372 mAh/g,Il est donc devenu un substitut fort de l' anode de graphite.
Actuellement,L'utilisation de matériaux composites silicium-carbone pour améliorer la densité énergétique des batteries a été reconnue comme l'une des directions de développement des matériaux d'anode des batteries lithium-ion dans l'industrie.Le modèle 3 de Tesla utilise une anode au silicium carbone.
À l'avenir, si vous voulez aller un peu plus loin - dépasser le seuil de 350Wh/kg de cellules simples, les pairs de l'industrie devront peut-être se concentrer sur les systèmes de batteries à anode métallique au lithium,mais cela signifie aussi le changement et l'amélioration de l'ensemble du processus de fabrication de la batterieOn peut voir que la proportion de nickel est de plus en plus élevée, et la proportion de cobalt est de plus en plus faible.plus la capacité spécifique de la cellule est élevée,En outre, en raison de la rareté des ressources en cobalt, une augmentation de la proportion de nickel réduira la quantité de cobalt utilisée.
3. Densité d'énergie du système: améliorer l'efficacité de regroupement du paquet de batteries
Le groupe de batteries teste la capacité des "lions de siège" de la batterie à disposer les cellules et les modules individuels,et il est nécessaire de maximiser l'utilisation de chaque pouce d'espace sur la prémisse de la sécurité.