如何提高锂电池系统的能量密度

作者: | 时间:2020-07-08 11:02

如何提高锂电池系统的能量密度?

提升电池系统能量密度是一个系统工程,可以从开发新材料、优化电池结构、改善制造工艺等方面入手。

1.增强锂离子电池电芯材料

使用不同的有机化学品管理系统,你可以改变特定的能量。例如,在锂离子电池正极材料中,对镍、钴、锰元素的占用率进行调整,以提高镍的占用率,从而提高锂离子电池的比能。在锂离子电池的正极材料上,硅/碳聚合物材料的体积达到4200mah/g,而锂离子电池正极材料的基本理论容量仅为372mah/g,低于硅/碳聚合物材料,因此,碳/硅聚合物材料作为一种具有巨大开发潜力的正极材料成为科学研究的热点。此外,许多锂电池在一次充电过程中存在容积损伤,整个循环系统也会出现一些锂离子电池损伤,因此,在电池或锂电池的电解液中充锂元素的技术性也是电池的主要研究内容之一。

2.提升排布结构

目前,大多数电池组都是各种固定电池组中的各种固定卡、支撑元件的构造方法,许多结构元件具有大量的体积和质量,大大降低了整体集成的高效率,调整了电池组的布置结构,简化了各种安装支撑点结构,能使锂离子电池组在相对有限的房间空间中拥有较高的体积。今年的ctp(celltopack)计划,改变了过去的锂离子触摸电池组的结构,通过几个大空间的锂离子电池组形成了一个标准化的电池组,然后智能地堆积成一个更大的电池控制模块,这些程序不仅减少了组件的总数,而且大大提高了空间利用率和比能。因此,简化可充电电池组的结构,生产锂离子电池组的两级集成方案成为众多企业的技术方向。

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3.改变可充电电池的规格

改变可充电电池的规格也是扩展的一个主要方面。例如,通过改变可充电电池的长度和总宽度,使锂离子电池在一定体积内变得更平整和更窄,有利于电池组内锂离子电池的整体布置,并能提高动力锂离子电池的空间利用率,产生比能量更大的电池组。这种平面设计方案还可以使锂离子核具有较大的总排热面积,使锂离子核能够立即将内部产生的热量传递到外部世界,防止内部聚集产生的热量,这也与较高的比能量密切配合。因此,如何根据电池规格的变化提高可充电电池的比能也是本公司研究的主要内容。

4.使用轻量化材料

在原材料的应用中,除了对锂离子电池材料进行升级之外,电池组材料的改进也是提高充电电池系统软件能量比的重要途径。目前,电池箱材料多采用铝合金材料、高强度钢材料和高分子材料。铝合金型材的相对密度较小,只有三分之一的钢材,采用铝合金型材代替钢材可以显著降低电池的净重,而铝合金型材将继续生产一层高密度、稳定的氧化空气膜,具有耐腐蚀性,是一种优质的电池轻质原材料;高强度钢、高强度钢可充电电池壳体可以较轻,而且成本也较低,比传统的高碳钢原材料要好;热塑高分子材料不能反复使用,而且成本低、延展性好,是理想的电池壳体原材料,目前阶段已广泛应用于电池组。



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