能量密度最高的燃料是氢,它也是现存最简单的化学成分。汽油是从提炼原油中提取的,它所含的能量比煤(低品位沥青的两倍)或木材(三倍)多得多。
与电池尺寸相比,能量密度高的电池具有更长的电池运行时间。或者,与能量密度较低的电池相比,具有高能量密度的电池可以提供相同数量的能量,但占地面积更小。
电池的能量密度可以用这个公式简单计算:标称电池电压(V)x额定电池容量(Ah)/电池重量(kg)=比能量或能量密度(Wh/kg)。
钴酸锂 钴
酸锂具有最高的能量密度。锰和磷酸盐系统最终比钴更稳定并提供高负载电流。电池专家一致认为,锂离子的寿命会因充电和放电率以外的其他因素而缩短。
电池能量密度是电池所包含的能量与其重量或尺寸相比的量。与重量相比,我们将其称为比能量密度,在比较尺寸时,我们将其称为体积能量密度。
来自布里斯班的石墨烯制造集团 (GMG)的石墨烯铝离子电池据称充电速度比最好的锂离子电池快 60 倍,其能量是最好的铝基电池的三倍。
目前,特斯拉主要使用松下18650钴酸锂电池,整个电池包含数千个独立电芯,电池成本约为135美元/千瓦时,可提供233瓦/公斤的能量。特斯拉未来计划推出新的 20,700 锂电池组。
LG。这家韩国巨头是全球产能排名第一的锂离子电池制造商。该公司正在大力进军锂电池制造领域,并正在全球范围内建立大型制造能力。
重量能量密度以重量形式定义电池容量,即每千克瓦时 (Wh/kg)。
铅酸蓄电池
12V铅酸汽车电池 | |
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比能量 | 35–40 瓦时/公斤 |
能量密度 | 80–90 瓦时/升 |
比功率 | 180 瓦/公斤 |
充放电效率 | 50–95% |
能量密度与每个电池单元可以存储的能量有关,而功率密度与每个电池单元可以释放的
高能电池旨在实现诸如使电动汽车在一次充电后行驶更远或消费者在两次充电之间更长时间地使用他们的移动设备等目标。
电极工程优化电池工程是一种通过增加电池组中活性材料的体积比
来增加电池能量密度的直接方法。数值模型已被应用于了解用于电池工程的电化学系统。
锂离子足够小,能够通过阳极和阴极之间的微渗透隔板。部分由于锂的体积小(仅次于氢和氦),锂离子电池能够在每单位质量和单位体积上具有非常高的电压和电荷存储。
锂也是一种高反应性元素,这意味着可以将大量能量存储在其原子键中。这意味着锂离子电池的能量密度非常高。
一旦电池达到其使用寿命,就可以收集、拆卸和切碎电池组。然后将切碎的材料加工成所谓的“黑色物质”,其中含有大量的锂、锰、钴和镍金属。
因此,锂离子电池或电子设备中包含的锂离子电池应在经过认证的电池电子回收商处回收,这些回收商接受电池,而不是丢弃在垃圾桶中或放入市政回收箱。