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hasideans鐵蟲(chóng) (初入文壇)
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[求助]
關(guān)于鋰離子電池和鋰硫電池中質(zhì)量比能的計(jì)算 已有2人參與
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剛接觸電池，有兩個(gè)小白問(wèn)題請(qǐng)教一下，希望大家不吝賜教，謝謝~ 1. 文獻(xiàn)[1]中報(bào)道，日產(chǎn)Leaf中鋰離子電池的質(zhì)量比能約為140Wh/kg，請(qǐng)問(wèn)Wh/kg這里面的質(zhì)量指的是活性物質(zhì)還是電池總重量呢？ 2. 文獻(xiàn)[2-4]中，鋰硫電池可逆的質(zhì)量能量密度都大于800mAh/g,，這里面計(jì)算時(shí)采用的是硫的質(zhì)量，如果要換算出電池的質(zhì)量比能時(shí)，是不是應(yīng)該同時(shí)考慮鋰硫電池的電壓以及硫占活性物質(zhì)總質(zhì)量的比例（或者是硫占整個(gè)電池重量的比例）？ 3. 鋰離子電池和鋰硫電池的質(zhì)量比能實(shí)際應(yīng)該有多少呢？ [1] P. G. Bruce, et al. Li-O2 and Li-S batteries with high energy storage [J]. NATURE MATERIALS, 2012, 11: 19-29. [2] F. G. Sun, et al. Bottom-Up Catalytic Approach towards Nitrogen-Enriched Mesoporous CarbonsSulfur Composites for Superior Li-S Cathodes [J]. SCIENTIFIC REPORTS, 2013, DOI: 10.1038/srep02823. [3] S.Y. Zheng, et al. High Performance C/S Composite Cathodes with Conventional Carbonate-Based Electrolytes in Li-S Battery [J]. SCIENTIFIC REPORTS, 2014, DOI: 10.1038/srep04842. [4] Z. W. Seh, et al. Sulphur–TiO2 yolk–shell nanoarchitecture with internal void space for long-cycle lithium–sulphur batteries [J]. NATURE COMMUNICATIONS, 2013, DOI: 10.1038/ncomms2327. |
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2樓2014-08-22 17:03:13
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【答案】應(yīng)助回帖
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1. 文獻(xiàn)中報(bào)道，日產(chǎn)Leaf中鋰離子電池的質(zhì)量比能約為140Wh/kg，請(qǐng)問(wèn)Wh/kg這里面的質(zhì)量指的是活性物質(zhì)還是電池總重量呢？ 答：指的是電池總重，包括電池殼、保護(hù)電路、正負(fù)極和電解液等器件。 2. 文獻(xiàn)中，鋰硫電池可逆的質(zhì)量能量密度都大于800mAh/g,，這里面計(jì)算時(shí)采用的是硫的質(zhì)量，如果要換算出電池的質(zhì)量比能時(shí)，是不是應(yīng)該同時(shí)考慮鋰硫電池的電壓以及硫占活性物質(zhì)總質(zhì)量的比例（或者是硫占整個(gè)電池重量的比例）？ 答：不用換算，實(shí)際測(cè)試的時(shí)候只要對(duì)電池進(jìn)行稱(chēng)重，然后電化學(xué)測(cè)試測(cè)出電池的放電容量，用放電容量除以電池重量就可以得到電池的質(zhì)量比能量。一般文獻(xiàn)中都給出的是電芯的比能量或者是單純正極材料的比能量，參考意義不大。實(shí)際中軟包電池的比能量是我之前提到的方法測(cè)得的。 3. 鋰離子電池和鋰硫電池的質(zhì)量比能實(shí)際應(yīng)該有多少呢？ 鋰離子電池種類(lèi)繁多，簡(jiǎn)單說(shuō)幾種比較成熟的鋰離子電池質(zhì)量比能量。鈷酸鋰的質(zhì)量比能量200Wh/kg左右，錳酸鋰140Wh/kg左右，磷酸鐵鋰130Wh/kg左右，三元材料的160Wh/kg左右。鋰硫電池最大的比能量現(xiàn)在可以做到450Wh/kg左右，但考慮到循環(huán)壽命，280-320Wh/kg左右的能量密度是比較適合鋰硫電池的。 |
3樓2014-08-22 18:07:16
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