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xtcc木蟲 (著名寫手)
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求助一個(gè)關(guān)于全固態(tài)柔性超級(jí)電容器的問(wèn)題
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| 有做全固態(tài)柔性超級(jí)電容器的蟲友么，想和大家交流一些學(xué)術(shù)問(wèn)題（怎么去計(jì)算能量密度和功率密度） |
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小木蟲: 金幣+0.5, 給個(gè)紅包，謝謝回帖
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在談及電池的時(shí)候，能量密度和功率密度是兩個(gè)經(jīng)常提到的量: 能量密度（Wh/kg)指的是的單位重量的電池所儲(chǔ)存的能量是多少，1Wh等于3600焦耳（J)的能量。 功率密度（W/kg)指的是單位重量的電池在放電時(shí)可以以何種速率進(jìn)行能量輸出。 能量密度是由電池的材料特性決定的，普通鉛酸電池的能量密度約為40Wh/kg，常用的電動(dòng)兩輪車用鉛酸電池包為48V，10Ah, 儲(chǔ)能480Wh,所以可以簡(jiǎn)單估計(jì)這種電池包的重量至少在12kg以上。 鉛酸電池的能量密度是比較低的，所以無(wú)法用作電動(dòng)汽車的動(dòng)力源，因?yàn)槿绻褂勉U酸電池驅(qū)動(dòng)家用汽車行駛200km以上，需要將近1噸的電池，這個(gè)重量太大了，無(wú)法達(dá)到實(shí)用，當(dāng)然鉛有毒也是一個(gè)方面原因，鉛酸電池的循環(huán)性能也比較差，但是我們可以看到，僅叢能量密度上就可以判斷出鉛酸電池不能作為純電動(dòng)汽車的動(dòng)力源 目前比較熱的鋰離子電池的能量密度約在100～150Wh/kg左右，這個(gè)值比鉛酸電池高出2～3倍，且鋰離子電池的循環(huán)性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鉛酸電池，所以目前鋰離子電池是開發(fā)電動(dòng)汽車的首選電池。 功率密度也是由材料的特性決定的，并且功率密度和能量密度沒(méi)有直接關(guān)系，并不是說(shuō)能量密度越高功率密度就越高，用專業(yè)的術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，功率密度其實(shí)描述的是電池的倍率性能，即電池可以以多大的電流放電，功率密度對(duì)于電池開發(fā)以及電動(dòng)車開發(fā)而言非常重要，如果功率密度高，則電動(dòng)車在加速的時(shí)候就會(huì)非常快，普通的鉛酸電池的功率密度一般只有幾十～數(shù)百瓦特/千克，這是一個(gè)非常低的值，表明鉛酸電池的高倍率放電性能較差，而鋰離子電池目前的功率密度可以達(dá)到數(shù)千瓦特/千克。 值得指出的是，能量密度和功率密度都是一個(gè)會(huì)變化的量，電池在使用多次以后能量密度會(huì)降低（電池容量衰減），功率密度也會(huì)下降，并且這兩個(gè)量也是隨著環(huán)境的變化而變化的，比如在極為寒冷或炎熱的季節(jié)中它們都會(huì)發(fā)生一定程度的變化（一般是減少）。 目前還沒(méi)有任何一種電池的能量密度可以達(dá)到實(shí)用化的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車具有幾百公里的續(xù)航里程。提高電池的能量密度也是目前電池研發(fā)中的重中之重，在安全性得到解決的前提下，如果電池的能量密度可以達(dá)到300～400Wh/kg的話，就具備了和傳統(tǒng)燃油機(jī)車較量續(xù)航里程的資本，但是電池還有一個(gè)知名的問(wèn)題就是壽命，電池的能量密度會(huì)隨著電池的使用而衰減，并且這種衰減并非是線型的，而可能是突然的降低，所以，在開發(fā)車用電池的時(shí)候，循環(huán)性同樣是決定性的因素。 |
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2014-06-17 15:36:55, 1.92 M
2樓2014-06-17 15:37:00
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