¿Qué es la densidad de energía de una batería de litio?

Respuesta:

La densidad de energía se refiere a la energía liberada por una batería por unidad de masa o unidad de volumen, es decir, energía específica del volumen o energía específica de la masa.

El valor de densidad de energía de la batería de litio refleja la relación entre el tamaño de la energía de la batería y el tamaño: densidad de energía ρ=E/V

Donde E es la energía (también llamada capacidad) de la batería, V es el volumen de la batería.

La energía E de la batería se refleja en amperios hora, por ejemplo, 2AH son 2A amperios hora (o 2000mA hora).

Cuanto mayor sea la densidad energética de la batería, menor será el tamaño de la batería con la misma energía. O bajo el mismo tamaño, cuanto mayor sea la densidad de energía de la batería, mayor será la energía de la batería

Ampliar la densidad de energía de la batería:

Cuando se habla de baterías, densidad de energía y La densidad de potencia son dos cantidades que se mencionan a menudo.

La densidad energética (Wh/kg) se refiere a la energía almacenada en una batería por unidad de peso. 1Wh equivale a 3600 julios (J) de energía.

La densidad de potencia (W/kg) se refiere a la velocidad a la que una batería por unidad de peso puede producir energía cuando se descarga.

La densidad de energía está determinada por las características del material de la batería. La densidad de energía de las baterías de plomo-ácido comunes es de aproximadamente 40 Wh/kg. El paquete de baterías de plomo-ácido comúnmente utilizado para vehículos eléctricos de dos ruedas es. 48 V, 10 Ah y tiene un almacenamiento de energía de 480 Wh, por lo que se puede estimar simplemente que el peso de esta batería es de al menos 12 kg.

La densidad energética de las baterías de plomo-ácido es relativamente baja, por lo que no se pueden utilizar como fuente de energía para vehículos eléctricos, porque si se utiliza una batería de plomo-ácido para conducir un coche familiar durante más de 200 km Se necesitarán casi 1 tonelada de baterías. Este peso es demasiado grande para ser práctico. Por supuesto, el envenenamiento por plomo también es un factor. El rendimiento del ciclo de las baterías de plomo-ácido también es relativamente pobre. La densidad de energía por sí sola puede determinar que las baterías de plomo-ácido no se puedan utilizar como fuente de energía pura.

La densidad de energía de las baterías de iones de litio actualmente calientes es de aproximadamente 100-150 Wh/kg, que es 2-3 veces mayor que la de las baterías de plomo-ácido, y la ciclabilidad de las baterías de iones de litio es mucho mayor. En comparación con las baterías de plomo-ácido, las baterías de iones de litio son actualmente la batería preferida para el desarrollo de vehículos eléctricos.

La densidad de potencia también está determinada por las características del material, y no existe una relación directa entre densidad de potencia y densidad de energía. Esto no significa que cuanto mayor sea la densidad de energía, mayor será la densidad de potencia. En términos profesionales, la densidad de potencia es en realidad Describe la velocidad de rendimiento de la batería, es decir, cuánta corriente puede descargar la batería. La densidad de potencia es muy importante para el desarrollo de la batería y del vehículo eléctrico. Se acelerará muy rápido. Ordinario La densidad de potencia de las baterías de plomo-ácido generalmente es de solo decenas a cientos de vatios/kg, que es un valor muy bajo, lo que indica que el rendimiento de descarga de alta velocidad de las baterías de plomo-ácido es deficiente, mientras que el. La densidad de potencia actual de las baterías de iones de litio puede alcanzar miles de vatios/kilogramo.

Vale la pena señalar que la densidad de energía y la densidad de potencia son cantidades cambiantes. Después de que la batería se usa muchas veces, la densidad de energía disminuirá (la capacidad de la batería se atenúa) y la densidad de potencia también disminuirá. y estas dos Cantidades también cambian con los cambios en el medio ambiente. Por ejemplo, cambiarán hasta cierto punto (normalmente disminuirán) en estaciones extremadamente frías o cálidas.

Actualmente, ninguna batería tiene la densidad de energía suficiente para ser lo suficientemente práctica como para conducir un vehículo eléctrico con una autonomía de varios cientos de kilómetros. Mejorar la densidad de energía de la batería también es una prioridad máxima en la investigación y el desarrollo de baterías actuales. Partiendo de la premisa de que la seguridad está resuelta, si la densidad de energía de la batería puede alcanzar 300 ~ 400 Wh/kg, tendrá la capacidad de competir. locomotoras tradicionales que funcionan con combustible en términos de autonomía de crucero, pero otro problema bien conocido de las baterías es su vida útil. La densidad de energía de la batería disminuirá con el uso de la batería, y esta disminución no es lineal, pero puede serlo. una disminución repentina. Por lo tanto, a la hora de desarrollar baterías para automóviles, la circularidad también es un factor decisivo.