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锂电池的最大容量是多少?带你认知锂电池容量的影响因素!

锂电池的最大容量是多少?带你认知锂电池容量的影响因素! 钜大锂电
2020-07-07
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导读:锂电池容量是指锂电池所能储存的电荷量,是衡量锂电池性能的重要性能指标之一,它表示在一定条件下(放电率、温度、终止电压等)锂电池放出的电量(可用JS-150D做放电测试)。


锂电池容量


锂电池容量是指锂电池所能储存的电荷量,是衡量锂电池性能的重要性能指标之一,它表示在一定条件下(放电率、温度、终止电压等)锂电池放出的电量(可用JS-150D做放电测试)。





锂离子电池的构成主要包含正极、负极、隔膜和电解液四个主要部分。锂离子电池的容量主要取决于正、负极活性材料的质量和配比,而正负极材料又决定了电池的能量密度。


电池的容量=能量密度×电池体积


同等体积下,锂电池的容量就由能量密度决定,而锂电池的能量密度主要由正极材料决定。


下面小编来重点介绍一下锂电池的能量密度和正极材料。(以下所讲述的锂电池均指单体锂电池,非锂电池组/包。)


1、能量密度


能量密度(Energy density)是指在一定的空间或质量物质中储存能量的大小。电池的能量密度也就是电池平均单位体积或质量所释放出的电能。


电池重量能量密度=电池容量×放电平台/重量,单位为Wh/kg(瓦时/千克)

电池体积能量密度=电池容量×放电平台/体积,单位为Wh/L(瓦时/升)


电池的能量密度越大,单位体积或重量内存储的电量越多。


2、正极材料


正极材料是目前锂电池中锂离子的唯一或者主要提供者。也是锂离子电池能量密度提高瓶颈。由于锂离子电池对于正极材料的要求比较高,所以相对于负极材料而言,目前发现的可作为(或者有望作为)锂离子电池的正极材料的材料种类很少。下面介绍几种锂离子电池正极材料的特性:


项目
钴酸锂(LiCoO2)
锂镍钴锰三元(LiNiCoMnO2) 锰酸锂(LiMn2O4) 磷酸铁锂(LiFePO4)
振实密度(g/cm3) 2.8~3.0 2.0~2.3 2.2~2.4 1.0~1.4
比表面积(m2/g) 0.4~0.6 0.2~0.4 0.4~0.8 12~20
克容量(mAh/g) 135~140 140~180 90~100 130~140
电压平台(V) 3.7 3.5 3.8 3.2
循环性能 ≥500次 ≥500次 ≥300次 ≥2000次
过渡金属 贫乏 贫乏 丰富 非常丰富
原料成本 很高 低廉 低廉
环保 含钴 含镍、钴 无毒 无毒
安全性能 较好 良好 优秀
适用领域 中小电池 小电池/小型动力电池 动力电池、低成本电池 动力电池/超大容量电源




列举目前市面上最受欢迎的两款单体锂电池电芯:


  • 18650锂电池:

由于18650锂电池的尺寸固定,它的最大容量一直受到众多从业者的关注,近年来各个厂家技术都有所提升,容量也相应提高,三星、松下、LG、索尼、东芝都能做到3600mAh以上,但稳定性一致性还不好,暂时还无法形成量产趋势。


目前市面上比较成熟的18650锂电池容量在2200-3500mAh之间,这个区间内的18650锂电池,稳定性和一致性是最好的。


  • 26650锂电池:


26650锂电池的容量到底有多大呢?我们从目前国内比较流行的两个材料体系来进行讲述。


磷酸铁锂材料体系:IFR26650锂电池有3000mAh,3200mAh,3300mAh,3500mAh,3800mAh等多个容量段,标称电压为3.2V。目前市场上量产供货的容量最大的26650锂电池是3.2V 3500mAh。


三元(镍钴锰)材料体系:市场上三元INR26650锂电池容量一般在5000mAh,5500mAh,6000mAh相对较多。




虽然目前锂电池的容量提高受到了正极材料的制约,但正极材料的研究与能量密度的提高远未走到尽头。通过相关领域的发展和突破某些限制,锂离子电池正极材料的比容量和能量密度完全有可能得到大幅度提高。




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