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北京石油化工學(xué)院2026年研究生招生接收調(diào)劑公告

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木蟲 (著名寫手)

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[交流] 求助一個關(guān)于全固態(tài)柔性超級電容器的問題

有做全固態(tài)柔性超級電容器的蟲友么，想和大家交流一些學(xué)術(shù)問題（怎么去計算能量密度和功率密度）

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1樓 2014-06-05 11:31:33

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銅蟲 (初入文壇)

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專業(yè): 電化學(xué)

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在談及電池的時候，能量密度和功率密度是兩個經(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，常用的電動兩輪車用鉛酸電池包為48V，10Ah, 儲能480Wh,所以可以簡單估計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，所以無法用作電動汽車的動力源，因?yàn)槿绻褂勉U酸電池驅(qū)動家用汽車行駛200km以上，需要將近1噸的電池，這個重量太大了，無法達(dá)到實(shí)用，當(dāng)然鉛有毒也是一個方面原因，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汽車的動力源
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有直接關(guān)系，并不是說能量密度越高功率密度就越高，用專業(yè)的術(shù)語來說，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，功率密度對于電池開發(fā)以及電動車開發(fā)而言非常重要，如果功率密度高，則電動車在加速的時候就會非�？�，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會變化的量，電池在使用多次以后能量密度會降低（電池容量衰減），功率密度也會下降，并且這兩個量也是隨著環(huán)境的變化而變化的，比如在極為寒冷或炎熱的季節(jié)中它們都會發(fā)生一定程度的變化（一般是減少）。
目前還沒有任何一種電池的能量密度可以達(dá)到實(shí)用化的驅(qū)動電動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，但是電池還有一個知名的問題就是壽命，電池的能量密度會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)車用電池的時候，循環(huán)性同樣是決定性的因素。

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附件 1 : 、氧化還原活性凝膠聚合物電解質(zhì)及雞蛋膜在超級電容器中的應(yīng)用_余海君.caj

2014-06-17 15:36:55, 1.92 M

多交流，多分享！

2樓2014-06-17 15:37:00

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