Cos'è la densità energetica?
La densità energetica si riferisce alla quantità di energia immagazzinata in una determinata unità di spazio o massa di materia.La densità energetica di una batteria è la quantità di energia elettrica emessa dal volume medio unitario o dalla massa della batteriaLa densità energetica di una batteria è generalmente suddivisa in due dimensioni: densità energetica di peso e densità energetica di volume.
Peso della batteria densità energetica = capacità della batteria × piattaforma di scarico/peso, unità di base Wh/kg (wattora/kg)
Volume della batteria densità energetica = capacità della batteria ×piattaforma di scarica/volume, unità di base Wh/L (wattora/litro)
Maggiore è la densità energetica di una batteria, maggiore è la potenza che può essere immagazzinata per unità di volume o di peso.
Qual è la densità energetica dei monomeri?

La densità energetica di una batteria si riferisce spesso a due concetti diversi, uno è la densità energetica di una singola cella e l'altro è la densità energetica di un sistema di batterie.
Una cella batteria è la più piccola unità di un sistema di batterie.
La densità energetica di una singola cella, come suggerisce il nome, è la densità energetica a livello di una singola cella.
Secondo il "Made in China 2025", il piano di sviluppo delle batterie di potenza è stato chiarito: nel 2020, la densità energetica delle batterie raggiungerà i 300Wh/kg; nel 2025,la densità energetica della batteria raggiungerà i 400Wh/kgNel 2030, la densità energetica delle batterie raggiungerà i 500Wh/kg. Si tratta della densità energetica a livello di una singola cella.

Qual è la densità energetica del sistema?

La densità energetica del sistema si riferisce al peso o al volume dell'intero sistema di batterie dopo la combinazione dei monomeri con il peso o il volume dell'intero sistema di batterie.Perché il sistema della batteria contiene il sistema di gestione della batteria, sistema di gestione termica, circuiti ad alta e bassa tensione, ecc., che occupano parte del peso e dello spazio interno del sistema di batterie,la densità energetica del sistema di batterie è inferiore a quella del singolo corpo.
Densità energetica del sistema = potenza del sistema batteria/peso del sistema batteria O volume del sistema batteria
Cosa limita esattamente la densità energetica delle batterie al litio?
La chimica dietro la batteria e' la ragione principale.
In generale, le quattro parti di una batteria al litio sono molto importanti: l'elettrodo positivo, l'elettrodo negativo, l'elettrolita e il diaframma.Gli elettrodi positivi e negativi sono i luoghi in cui avviene la reazione chimica, che equivale al secondo impulso di Ren Du, e la sua posizione importante può essere vista.Sappiamo tutti che la densità energetica di un sistema di batterie con il litio ternario come catodo è superiore a quella di un sistema di batterie con il litio fosfato di ferro come catodo- Perché?
I materiali anodici esistenti delle batterie agli ioni di litio sono principalmente grafite e la capacità teorica in grammi della grafite è di 372 mAh/g.il materiale catodico, è di soli 160 mAh/g, mentre il materiale ternario nichel-cobalto-manganese (NCM) è di circa 200 mAh/g.
Secondo la teoria del barile, il livello dell'acqua è determinato dal punto più corto del barile e il limite inferiore della densità energetica delle batterie agli ioni di litio dipende dal materiale del catodo.
La piattaforma di tensione del fosfato di ferro di litio è di 3,2 V, e l'indice ternario è di 3,7 V, rispetto alle due fasi, la densità energetica è elevata: una differenza del 16%.
Naturalmente, oltre al sistema chimico, anche il livello del processo di produzione, come la densità di compattazione, lo spessore del foglio, ecc., influenzerà la densità energetica.maggiore è la densità di compattazione, maggiore è la capacità della batteria in uno spazio limitato, quindi anche la densità di compattazione del materiale principale è considerata uno degli indicatori di riferimento della densità energetica della batteria.
Nel quarto episodio di "Great Power Heavy Equipment II", CATL utilizza una lamina di rame da 6 micron per migliorare la densità energetica utilizzando una tecnologia avanzata.
Se riuscite a seguire ogni riga, leggetela fino a questo punto. Complimenti, la vostra comprensione delle batterie è salita al livello successivo.

Come possiamo aumentare la densità energetica?
L'adozione di un nuovo sistema di materiali, la regolazione fine della struttura della batteria al litio,e il miglioramento della capacità produttiva sono le tre fasi per gli ingegneri di R & S a "danzare con maniche lunghe"Di seguito, spiegheremo dalle due dimensioni del monomero e del sistema.
La densità energetica dei monomeri dipende principalmente dal sistema chimico
1Aumenta le dimensioni della batteria.
I produttori di batterie possono ottenere l'effetto di espansione di potenza aumentando le dimensioni della batteria originale.la nota azienda di veicoli elettrici che ha aperto la strada all'uso delle batterie Panasonic 18650, lo sostituirà con una nuova batteria 21700.
Tuttavia, l'"ingrasso" o la "crescita" della cella della batteria è solo un sintomo, non una cura. 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.
2Riforma del sistema chimico
Come accennato in precedenza, la densità energetica di una batteria è limitata dagli elettrodi positivi e negativi della batteria.Poiché la densità energetica del materiale anodo corrente è molto maggiore di quella del catodo, è necessario aggiornare continuamente il materiale del catodo per migliorare la densità di energia.

Catodi di nichel alto
I materiali ternari generalmente si riferiscono alla grande famiglia di ossidi di nichel-cobalto-manganese, e possiamo cambiare le prestazioni delle batterie cambiando il rapporto di nichel, cobalto e manganese.
Nell'immagine anodo al carbonio di silicio
La capacità specifica dei materiali di anodo a base di silicio può raggiungere i 4200 mAh/g, molto superiore alla capacità specifica teorica dell'anodo di grafite di 372 mAh/g,Quindi è diventato un forte sostituto per l' anodo di grafite.
Attualmente,l'uso di materiali compositi silicio-carbonio per migliorare la densità energetica delle batterie è stato riconosciuto come una delle direzioni di sviluppo dei materiali di anodo delle batterie agli ioni di litio nell'industriaLa Tesla Model 3 usa un anodo al carbonio di silicio.
In futuro, se si vuole andare un passo oltre - superare la soglia di 350Wh/kg di celle singole, i colleghi del settore potrebbero doversi concentrare sui sistemi di batterie a anodo metallico al litio,ma questo significa anche il cambiamento e il miglioramento dell'intero processo di produzione delle batterieSi può vedere che la percentuale di nichel è sempre più alta e la percentuale di cobalto è sempre più bassa.maggiore è la capacità specifica della cellaInoltre, a causa della scarsità delle risorse di cobalto, l'aumento della percentuale di nichel ridurrà la quantità di cobalto utilizzata.
3- Densità energetica del sistema: migliorare l'efficienza di raggruppamento del pacchetto batterie
Il gruppo di batterie mette alla prova la capacità delle batterie "leoni d'assedio" di organizzare le singole celle e i moduli,E' necessario massimizzare l'utilizzo di ogni centimetro di spazio sulla premessa della sicurezza.