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什么限制了电池的能量密度(二)

返回列表 来源: 发布日期: 2020.09.07

什么限制了电池的能量密度(二)

电池的电解液

根据上面的解释,我们可以知道,电池很难在能量密度上超过燃料,不过似乎也能达到燃料的一半到1/4的水平。然而现实中电池的能量密度往往只有燃料的1%不到。

能量密度比较:汽油:46.4MJ/Kg 锂 43.1MJ/Kg 锂电池(不能充电)1.8MJ/Kg 锂离子电池0.36~0.875MJ/Kg。其实汽油与锂的能量密度差距不大。但从锂到锂 电池再到锂离子电池,为何差距会非常之大呢?原因很明显。锂或者锂离子电池里面不光是金属锂,还有其他影响因素。

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计算电池里面锂含量的公式:m=0.3*Ah。把电池容量(安时)乘以30%就能算出电池中的锂含量(克)。

对于18650电池来说,其重量在42g左右,标称容量在2200mAh左右,于是其锂含量为2200/1000*0.3=0.66g大概是总重量的1.5%。那么只要提升电池中的锂含量就能提高能量密度了吗?

一般而言电池的四个部件非常关键:正极,负极,电解质,膈膜。正负极是发生化学反应的地方,但是电解质是什么呢。

在放电时:电池内部,金属锂在负极失去电子被氧化,成为锂离子,通过电解质向正极转移;正极材料得到电子被还原,被正极过来的锂离子中和。电解质的理想作用,是运送且仅运送锂离子。电池外部,电子从负极通过外界电路转移到正极,中间进行做功。理想情况下,电解质应该是好的锂离子的载体,但绝不能是好的电子载体。因此在没有外界电路时,电子无法在电池内部从负极转移到正极;只有存在外界电路时,电子转移才能进行。为了有序的电子转移,电池不得不携带没有能量但是必不可少的电解质以及各种辅助材料,于是进一步降低了自身的能量密度。

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