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鋰電池容量
鋰電池容量是指鋰電池所能儲存的電荷量,是衡量鋰電池性能的重要性能指標之一,它表示在一定條件下(放電率、溫度、終止電壓等)鋰電池放出的電量(可用JS-150D做放電測試)。
影響鋰電池容量的因素
鋰離子電池的構成主要包含正極、負極、隔膜和電解液四個主要部分。鋰離子電池的容量主要取決于正、負極活性材料的質(zhì)量和配比,而正負極材料又決定了電池的能量密度。
電池的容量=能量密度×電池體積
同等體積下,鋰電池的容量就由能量密度決定,而鋰電池的能量密度主要由正極材料決定。
下面,小編來重點介紹一下鋰電池的能量密度和正極材料。(以下所講述的鋰電池均指單體鋰電池,非鋰電池組/包。)
1、能量密度
能量密度(Energy density)是指在一定的空間或質(zhì)量物質(zhì)中儲存能量的大小。電池的能量密度也就是電池平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能。
電池重量能量密度=電池容量×放電平臺/重量,單位為Wh/kg(瓦時/千克)
電池體積能量密度=電池容量×放電平臺/體積,單位為Wh/L(瓦時/升)
電池的能量密度越大,單位體積或重量內(nèi)存儲的電量越多。
2、正極材料
正極材料是目前鋰電池中鋰離子的唯一或者主要提供者。也是鋰離子電池能量密度提高瓶頸。由于鋰離子電池對于正極材料的要求比較高,所以相對于負極材料而言,目前發(fā)現(xiàn)的可作為(或者有望作為)鋰離子電池的正極材料的材料種類很少。下面介紹幾種鋰離子電池正極材料的特性:
鋰電池的最大容量
列舉目前市面上最受歡迎的兩款單體鋰電池電芯:
18650鋰電池:
由于18650鋰電池的尺寸固定,它的最大容量一直受到眾多從業(yè)者的關注,近年來各個廠家技術都有所提升,容量也相應提高,三星、松下、LG、索尼、東芝都能做到3600mAh以上,但穩(wěn)定性一致性還不好,暫時還無法形成量產(chǎn)趨勢。
目前市面上比較成熟的18650鋰電池容量在2200-3500mAh之間,這個區(qū)間內(nèi)的18650鋰電池,穩(wěn)定性和一致性是最好的。
26650鋰電池:
26650鋰電池的容量到底有多大呢?我們從目前國內(nèi)比較流行的兩個材料體系來進行講述。
磷酸鐵鋰材料體系:IFR26650鋰電池有3000mAh,3200mAh,3300mAh,3500mAh,3800mAh等多個容量段,標稱電壓為3.2V。目前市場上量產(chǎn)供貨的容量最大的26650鋰電池是3.2V 3500mAh。
三元(鎳鈷錳)材料體系:市場上三元INR26650鋰電池容量一般在5000mAh,5500mAh,6000mAh相對較多。
雖然目前鋰電池的容量提高受到了正極材料的制約,但正極材料的研究與能量密度的提高遠未走到盡頭。通過相關領域的發(fā)展和突破某些限制,鋰離子電池正極材料的比容量和能量密度完全有可能得到大幅度提高。