Lithium-Ionen-Batterie mit der höchsten Energiedichte - Definition und Bedeutung

In diesem Artikel werden wir über Lithium-Ionen-Batterien mit der höchsten Energiedichte sprechen. Ausgehend von der Definition der Energiedichte werden wir über den Grund sprechen, warum Lithium-Ionen-Batterien eine so hohe Energiedichte haben. Abschließend werden wir die Bedeutung einer hohen Energiedichte für eine Batterie diskutieren.

Was ist die Energiedichte einer Lithium-Ionen-Batterie?

Die Energiedichte einer Batterie beschreibt die Energiemenge, die sie pro Massen- oder Volumeneinheit speichern kann. Daher kann eine Batterie mit höherer Energiedichte eine elektrische Last länger liefern als eine Batterie mit niedriger Energiedichte bei gleicher Masse oder gleichem Volumen. Oft wird nur die extrahierbare oder nützliche Energie gemessen, was bedeutet, dass chemisch unzugängliche Energie wie Ruhemassenenergie nicht gemessen oder ignoriert wird. Die Energiedichte wird normalerweise auf zwei Arten ausgedrückt: Die volumetrische Energiedichte, ausgedrückt in Wattstunden pro Liter (Wh / L), und die gravimetrische Energiedichte, auch spezifische Energie genannt, ausgedrückt als Wattstunden pro Kilogramm (Wh / L). kg).

Die Begriffe Kapazität, Energie und Leistung haben wissenschaftlich gesehen unterschiedliche Bedeutungen, und hier sind die Menschen bei Batterien sehr verwirrt. Wenn es um hochleistungsbatterien geht, ist Ihnen die Kapazität, die Sie für Energie und Leistung interessieren, nicht wirklich wichtig. Die Leistung unterscheidet sich von der Energiedichte, da sie angibt, wie viel Leistung eine Batterie bei Bedarf liefern kann, während die Energiedichte beschreibt, wie viel Energie eine Batterie pro Masse- oder Volumeneinheit speichern kann.

Eine Analogie zwischen Leistung und Energiedichte kann mit einer Flasche Wasser hergestellt werden. Die Flaschengröße sei die Energiedichte und die Öffnung bezeichne die Leistungsdichte. Wenn eine Flasche groß ist, kann sie viel Wasser aufnehmen, während eine große Öffnung sie schnell durchbohren kann. Daher ist eine große Flasche mit großer Öffnung die beste Kombination. Gleiches gilt für Batterien - hohe Energiedichte und hohe Leistungsdichte sind die beste Kombination für Batterien.

3,2 V 20 A Niedertemperatur-LiFePO4-Batteriezelle -40 ℃ 3 C Entladekapazität ≥ 70 % Ladetemperatur: -20 ~ 45 ℃ Entladetemperatur : -40 ~ + 55 ℃ Akupunkturtest bestehen -40 ℃ maximale Entladerate: 3 C

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Hohe Energiedichte kommt in Lithium-Ionen-Batterien vor, da die Verbindung als positive Elektrode (Kathode) fungiert, die Lithium-Kobaltoxid ist. Lithium-Ionen-Batterien haben typischerweise die doppelte Energiedichte als Standard-Nickel-Cadmium. Sie haben das Potenzial, viel Energie zu speichern, was zu höheren Energiedichten führt. Die hohe Energiedichte ist der größte Vorteil von Lithium-Ionen-Batterien, der sie für tragbare Geräte wie Mobiltelefone und Laptops attraktiver macht.

Warum haben Lithium-Ionen-Batterien eine hohe Energiedichte?

Lithium-Ionen-Batterien, die in tragbaren Anwendungen verwendet werden, basieren hauptsächlich auf Kobalt. Diese Batterien bestehen aus lithiumkobaltoxid (LiCoO2) als Kathodenmaterial und einem Graphitkohlenstoff als Anodenmaterial. Das Kobaltoxid bietet eine hohe Energiedichte in Lithium-Ionen-Batterien.

Unter keinen Umständen Wenn Sie Lithiummetall formen oder kein Lithiummetall formen sollten. Wenn Sie ein Lithiummetall als negative Elektrode haben, können Sie nicht mehr eine Lithiumionenbatterie, sondern eine Lithiummetallbatterie verwenden.

Lithium-Ionen-Batterien sind im Allgemeinen viel leichter als andere Arten von wiederaufladbaren Batterien gleicher Größe. Die Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien bestehen aus leichtem Kohlenstoff und Lithium. Lithium ist ein hochreaktives Metall, was bedeutet, dass seine Atombindungen viel Energie speichern können. Dies ist der Grund, warum Lithium-Ionen-Batterien eine hohe Energiedichte haben.

Hier finden Sie eine Beschreibung, um die Energiedichte im Auge zu behalten. Der gebräuchlichste Typ einer Lithium-Ionen-Batterie kann 150 Wattstunden Strom pro Kilogramm Batterie speichern. Ein Nickel-Metallhydrid (NiMH) -Batteriesatz kann etwa 100 Wattstunden pro 1 Kilogramm Batterie speichern, obwohl 60-70 Wattstunden möglicherweise häufiger sind. Eine Blei-Säure-Batterie kann 25 Wattstunden nur in 1 Kilogramm Batterie speichern. Jetzt können Sie sich vorstellen, dass 6 Kilogramm erforderlich sind, um die gleiche Energiemenge für Blei-Säure-Batterien zu speichern, die eine 1-Kilogramm-Lithium-Ionen-Batterie verarbeiten kann. Das ist ein großer Unterschied.

Lithium-Ionen-Batterien haben die Art und Weise, wie wir Stromquellen für den Betrieb verschiedener Technologien verwenden, grundlegend verändert. Von Mobiltelefonen bis hin zu Fahrzeugen und Maschinen können Lithium-Ionen-Batterien eine hervorragende Energiequelle für die Zukunft sein. Diese Batterien haben eine höchste Energiedichte als die meisten anderen Batterietypen, was sie zu einer der nützlichsten und leistungsstärksten Energiequellen macht, die verwendet werden können.

Wie wichtig ist eine hohe Energiedichte für eine Batterie?

Bei elektronischen Geräten wie Laptops und Mobiltelefonen, die zwischen den Ladevorgängen länger laufen müssen, aber gleichzeitig mehr Strom verbrauchen, werden immer Batterien mit viel höherer Energiedichte benötigt. Darüber hinaus benötigen Elektrofahrzeuge eine Batterie mit sehr hoher Energiedichte.

Hohe Energiedichte bei niedriger Temperatur Robuster Laptop-Polymer-Akku Batteriespezifikation: 11,1 V 7800 mAh -40℃ 0,2C Entladekapazität ≥80% Staubdicht, sturzsicher, korrosionsbeständig, elektromagnetische Interferenz

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Ein Material kann verschiedene Arten von Energie speichern und es bedarf einer bestimmten Art von Reaktion, um jede Art von Energie freizusetzen. Insbesondere gibt es vier Arten von Reaktionen: nukleare, chemische, elektrochemische und elektrische. Tiere nutzen chemische Reaktionen, um Energie aus der Nahrung zu gewinnen. Autos nutzen auch chemische Reaktionen, um Energie aus Benzin zu gewinnen. Die meisten mobilen Geräte wie Mobiltelefone und Laptops verwenden elektrochemische Reaktionen, um die Energie aus Batterien freizusetzen. Daher ist eine Batterie mit hoher Energiedichte nützlicher als eine Batterie mit niedriger Energiedichte, da eine Batterie mit hoher Energie eine längere Batterielebensdauer hat.

Die steigende Nachfrage nach Batterien hat die Wissenschaftler und Anbieter dazu veranlasst, sich auf die Verbesserung der Energiedichte, Sicherheit, Haltbarkeit, Betriebstemperatur, Ausgangsleistung, Ladezeit und Kosten der Lithium-Ionen-Batterietechnologie zu konzentrieren.

Lithium-Ionen-Batterien haben im Vergleich zu anderen wiederaufladbaren Batterien eine höhere Energiequote. Daher werden diese als leistungsstärker für den Betrieb von Maschinen, Elektronik und Fahrzeugen angesehen. Lithium-Ionen-Batterien sind leicht und bieten Stromquellen mit hoher Energiedichte für eine Reihe von Geräten wie tragbare Geräte, Elektrowerkzeuge und Elektrofahrzeuge. Die Energieversorgung größerer Geräte wie Elektrofahrzeuge, die mehrere kleine Batterien in einer Parallelschaltung anschließen, ist effizienter und effektiver als das Anschließen einer einzelnen großen Batterie.