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不同负极材料的锂离子电池电芯能量密度计算

不同负极材料的锂离子电池电芯能量密度计算

一种锂离子电池的负极材料不同的计算的能量密度

锂电池在各个领域的消耗量

阳极材料决定了电池的能量密度,但大多数参考文件的基于文献考虑所述正极活性物质和负极材料的质量的一个单一的,部分的正极材料的活性物质的能量密度的计算中,忽略非活性细胞块材料,从而使大的偏差计算出的和之间。

根据文献[4]的计算公共正和负能量密度的锂材料,其容量和电压的方法,如表1和表2。最近的正极材料的容量在不断增加,但与理论值之间有很大的差距,选择最高容量没有使用的价值报告的最高值,但考虑到技术指标的可行性,以实现选择表1和表2。此值达到仍然存在许多问题,如控制体积膨胀倍率特性,循环特性等。表3示出在除去包封材料的和引线,封装材料内部非活性材料的典型参数[4]。

然而,细胞形状,目前的工作单元是指由铅和包装材料的基础上,电池的结果大多数计算无任何其他材料。此外,由于电极的涂层的厚度允许电池的不同的形状,惰性材料参数具有一定程度的计算结果的影响,计算结果表将有来自实际的电池,这是密切相关的一些偏差在电池制造过程。

(a) – (j)示出了被形成10种正极材料和负极16的不同组合的电池的能量密度的计算结果。图。2(I)所示,在细胞系统中锂富-300对的Si-C-2000的,具有最高质量能量密度584Whkg-2,和最高体积能量密度1645WhL-1中的所有电池系统(不包括包材和制表)。

中所使用的计算和比容量正电极活性材料,所述电压

计算和负极活性物质的质量比容量,电压

是从负电极材料不同电芯的能量密度计算匹配不同的阴极材料(A)石墨; (B)软质碳SC-400; (d)硬质碳-250; (e)中的SiO x-420; (F)SiOx- 1000; (G)的Si-C-450; (H)的Si-C-1000; (j)的钛酸锂

其次,金属锂离子电池单元的能量密度被计算

结果是上述负极材料,石墨的理论比容量372mAhg -1 [5]中,可逆容量可以在本365mAhg-1来实现,所述轨道的高容量负极材料的可逆容量,可以实现1000-1500mAhg -1。然而,锂脱嵌过程中存在一个大的体积膨胀和收缩,所有的实际容量的难以发挥,仅380-450mAhg-1。与此相反,锂金属3860mAhg -1的高的理论比容量,即使33%的利用率,有1287mAhg -1,并且可以用作锂源。然而,有许多金属锂如锂枝晶,不均衡生长孔用于与所述电解质中,体积膨胀问题,安全接口中的循环稳定性的副反应。

考虑到不同的容量的锂金属电池的执行不同的可能性,目前的工作金属锂利用率计算为100%,80%,50%,33%,以匹配不同密度的锂金属电池正极材料的能量。结合图的比较。图2中。3,可以看出,当金属锂容量的发挥,正电极的相同的系统,金属锂除锂离子电池的能量密度更显著。当锂富-300作为锂金属的正电极材料作为负极,能量密度649Whkg-1中,即使只有33%的打能量密度的时间具有521Whkg-1。

 

计算为核心的负电极的能量密度的锂金属

(A)李能力都发挥;

(B)栗打80%的容量;

甘肃快3走势图(C)李发挥50%的产能;

(d)李能力方面发挥33%。

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