エネルギー密度（Energydensity）は、特定の空間または質量物質の単位に蓄積されるエネルギーの量を指します.バッテリーのエネルギー密度は、の平均単位体積または質量によって放出される電気エネルギーです. バッテリー .バッテリーのエネルギー密度は、一般に、重量エネルギー密度と体積エネルギー密度の2つの次元に分けられます.

バッテリー重量エネルギー密度=バッテリー容量×放電プラットフォーム/重量、基本単位はWh / kg（ワット時/ kg）

バッテリー容量エネルギー密度=バッテリー容量×放電プラットフォーム/容量、基本単位はWh / L（ワット時/リットル）

バッテリーのエネルギー密度が高いほど、単位体積または重量あたりに蓄えられる電力が多くなります.

モノマーのエネルギー密度はどれくらいですか？

バッテリーのエネルギー密度は、多くの場合、2つの異なる概念を示しています.1つは単一セルのエネルギー密度であり、もう1つはバッテリーシステムのエネルギー密度です.

バッテリーセルは、バッテリーシステムの最小単位です. M個のバッテリーがモジュールを形成し、N個のモジュールがバッテリーパックを形成します.これが車両用パワーバッテリーの基本構造です.

単一セルのエネルギー密度は、その名前が示すように、単一セルレベルのエネルギー密度です.

「中国製造2025」によると、パワーバッテリーの開発計画が定義されています.2020年には、バッテリーのエネルギー密度は300Wh / kgに達します. 2025年には、バッテリーのエネルギー密度は400Wh / kgに達します. 2030年、 バッテリーエネルギー 密度は500Wh / kgに達します.これは、単一セルレベルのエネルギー密度を指します.

システムのエネルギー密度はどれくらいですか？

システムエネルギー密度は、モノマーの組み合わせが完了した後のバッテリーシステム全体の重量または体積と比較したバッテリーシステム全体の重量または体積を指します.バッテリーシステムには、バッテリー管理システム、熱管理システム、高電圧回路と低電圧回路などが含まれているため、バッテリーシステムの重量と内部空間の一部を占めるため、バッテリーシステムのエネルギー密度はモノマーのエネルギー密度よりも低くなります. .

システムのエネルギー密度=バッテリーシステムの電力/バッテリーシステムの重量またはバッテリーシステムの容量

リチウム電池のエネルギー密度を制限するものは何ですか？

リチウム電池の4つの部分、つまり正極、負極、電解質、ダイアフラムは非常に重要です.正極と負極は化学反応が起こる場所であり、レンとデュの2つの静脈に相当し、それらの重要な状態は明らかです.

正極に三元リチウムを使用したバッテリーパックシステムのエネルギー密度は、正極にリン酸鉄リチウムを使用したバッテリーパックシステムのエネルギー密度よりも高いことは誰もが知っています.どうしてこれなの？

リチウムイオン電池の現在のアノード材料のほとんどはグラファイトであり、グラファイトの理論上のグラム容量は372 mAh / gです.カソード材料のリン酸鉄リチウムの理論上のグラム容量はわずか160mAh / gですが、3成分材料のニッケルコバルトマンガン（NCM）は約200mAh / gです.

リン酸鉄リチウムの電圧プラットフォームは3.2V、三元指数は3.7Vです. 2つのフェーズを比較すると、エネルギー密度が高く、差は16％です.

エネルギー密度を上げる方法は？

バッテリーサイズを大きくする

バッテリーメーカーは、元のバッテリーサイズを大きくすることで容量拡張の効果を実現できます.最もよく知られている例は、パナソニックの18650バッテリーを最初に使用した有名な電気自動車会社であるテスラが新しい21700バッテリーに交換することです.

化学システム改革

バッテリーのエネルギー密度は、バッテリーの正極と負極によって制限されます.現在の負極材料のエネルギー密度は正極材料のエネルギー密度よりもはるかに大きいため、エネルギー密度を上げるには、正極材料を継続的にアップグレードする必要があります.

高ニッケルカソード

三元材料は、一般に、ニッケルコバルトマンガン酸化物酸化リチウムの大きなファミリーを指します.ニッケル、コバルト、マンガンの3つの元素の比率を変えることで電池の性能を変えることができます.

ニッケルの割合はますます高くなり、コバルトの割合はますます低くなっています.ニッケル含有量が高いほど、バッテリーセルの比容量が大きくなります.また、コバルト資源が不足しているため、ニッケルの割合を増やすとコバルトの使用量が減ります.

シリコンカーボンアノード

シリコンベースのアノード材料の比容量は4200mAh / gに達する可能性があり、これはグラファイトアノードの理論上の比容量である372mAh / gよりもはるかに高いため、グラファイトアノードの強力な代替品になりました.

システムのエネルギー密度：バッテリーパックの効率を向上させる

最適化されたレイアウト構造：寸法の観点から、システムの内部レイアウトを最適化して、バッテリーパックの内部コンポーネントをよりコンパクトで効率的にすることができます.

シミュレーション計算により剛性と構造信頼性を確保することを前提に軽量化設計を実現しています.このテクノロジーにより、トポロジーの最適化とトポロジーの最適化を実現し、最終的には軽量のバッテリーキャビネットを実現するのに役立ちます.

材料の選択：低密度の材料を選択できます.たとえば、バッテリーパックのカバーは、従来の板金カバーから複合材料カバーに徐々に変更されており、重量を約35％削減できます.バッテリーパックの下部ボックスは、従来の板金ソリューションからアルミプロファイルソリューションに徐々に変更され、重量が約40％削減され、軽量効果が明らかです.

統合車両設計：車両の統合設計と車両の構造設計を包括的に考慮し、衝突防止設計などの構造部品を可能な限り共有および共有して、究極の軽量化を実現します.

バッテリーは非常に包括的な製品です.パフォーマンスの1つの側面を改善したい場合は、パフォーマンスの他の側面を犠牲にすることができます.これは、バッテリーの設計と開発を理解するための基礎です.パワーバッテリーは車両専用であるため、バッテリーの品質を測る尺度はエネルギー密度だけではありません.