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【干货】锂电和金属锂能量密度计算

2017-10-26 10:15来源:材料人关键词:锂电池锂离子电池锂离子电池能量密度收藏点赞

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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。

表4 松下NCR18560电池性能及参数

表5 松下Prismastic电池性能及参数

表6 不同负极材料的最高电芯能量密度、最高单体能量密度总结

原标题:锂电池干货系列之锂电和金属锂能量密度计算
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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