Hustota energie je jedním z klíčových ukazatelů výkonnostilithium-iontová baterieVztahuje se k množství energie, které lze v baterii uložit na jednotku objemu nebo hmotnosti. Hustota energie se obvykle vyjadřuje ve wattech na kilogram (Wh/kg) nebo wattech na litr (Wh/l). Pro výpočet hustoty energie lithium-iontové baterie je třeba zvážit několik klíčových parametrů, včetně kapacity baterie, průměrného provozního napětí a hmotnosti nebo objemu baterie. Níže je uveden podrobný návod, jak ji vypočítat.
Koncept hustoty energie
Hustota energie se vztahuje k množství energie uložené na jednotku objemu nebo hmotnosti. Je to klíčový ukazatel pro posouzení výkonu baterie. V oblasti baterií...hustota hmoty a energieČastěji se používá pojem (v Wh/kg), který znamená energii, kterou může baterie uvolnit na jednotku hmotnosti. Čím vyšší je hustota energie, tím více energie může baterie poskytnout při stejné hmotnosti nebo objemu, což je výhodné pro aplikace vyžadující vysoké skladování energie.
Výpočetní vzorec
Hustotu energie lithium-iontové baterie lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:
Energetická hustota (Wh/kg) = (Jmenovitá kapacita baterie (Ah)×Průměrné provozní napětí baterie (V) / Hmotnost baterie (kg)
Kde:
- Jmenovitá kapacita baterie (Ah):Množství nabití, které může baterie vybít za standardních podmínek (obvykle při 20 °C a vybíjecí rychlosti 1 C). Například pokud má baterie jmenovitou kapacitu 10 Ah, znamená to, že za těchto podmínek bude po 10 hodinách vybíjení rychlostí 1 C zcela vybitá.
- Průměrné provozní napětí baterie (V):Průměrné napětí baterie během vybíjení, které lze obvykle určit zkoumáním vybíjecí křivky baterie.
- Hmotnost baterie (kg):Celková hmotnost baterie, včetně elektrod, elektrolytu, separátoru, pouzdra a všech ostatních součástí.
Kroky výpočtu
Určete jmenovitou kapacitu baterie:
Zjistěte jmenovitou kapacitu baterie, a to buď z datového listu baterie, nebo experimentálním měřením. Například baterie může mít jmenovitou kapacitu 2,6 Ah.
Určete průměrné provozní napětí baterie:
Pro výpočet průměrného provozního napětí použijte křivku vybíjení baterie. Například průměrné provozní napětí může být 3,7 V.
Změřte hmotnost baterie:
Zvažte celkovou hmotnost baterie pomocí přesné váhy. Například celková hmotnost baterie může být 0,5 kg.
Vypočítejte hustotu energie:
Dosaďte hodnoty do vzorce:
Hustota energie =(2,6 Ah × 3,7 V) / (0,5 kg) = 19,24 Wh/kg
Praktické úvahy
Při výpočtu hustoty energie v reálných aplikacích je třeba vzít v úvahu také následující faktory:
Hmotnost neaktivních materiálů:Neaktivní materiály v baterii, jako jsou sběrače proudu, vodivé přísady, pojiva, separátory, elektrolyty a obalové materiály, zvyšují celkovou hmotnost baterie. Ty je třeba zohlednit při výpočtu hustoty energie.
Tvar a balení baterie:Konstrukce a balení baterie může ovlivnit podíl neaktivních materiálů, což ovlivňuje konečnou hustotu energie. Různé tvary a typy balení mají různé poměry aktivních a neaktivních materiálů.
Příklad
Použijme běžný18650Li-iontová bateriejako příklad. Klíčové parametry jsou následující:
- Jmenovitá kapacita:2,6 Ah
- Průměrné provozní napětí:3,7 V
- Hmotnost baterie:0,5 kg
Použití vzorce:
Hustota energie =(2,6 Ah × 3,7 V) / (0,5 kg) = 19,24 Wh/kg
V tomto případě je hustota energie lithium-iontové baterie 1865019,24 Wh/kg.
Závěr
Hustota energie je důležitým ukazatelem pro lithium-iontové baterie, zejména při hodnocení jejich výkonu v aplikacích pro ukládání energie. Dodržením výše uvedených kroků výpočtu můžete odhadnout hustotu energie lithium-iontové baterie na základě její jmenovité kapacity, průměrného napětí a hmotnosti. Pochopení hustoty energie umožňuje výrobcům a spotřebitelům porovnávat různé možnosti baterií pro aplikace, jako jsou elektromobily, spotřební elektronika a řešení pro ukládání energie z obnovitelných zdrojů.
Čas zveřejnění: 20. ledna 2025