Inhaltliche Anforderungen an die Batterie
Der Kunde stellte die folgenden Anforderungen an die Batterie:
Abmessungen: Φ65 × 6,0 mm
Kapazität: 4000 mAh
Eine Φ65 × 6 mm Pouch-Batterie ist mit einer Dicke von nur 6 mm und einem Durchmesser von 65 mm extrem flach.
Analyse der Batterieanforderungen
Diese Größe entspricht dem Volumen einer Batterie:
V = π r2 h = 3,1416 × (32,5 mm)2 × 6 mm
Berechnen Sie zunächst das Quadrat des Radius: 32.52 = 1056.25
Multiplizieren Sie mit π:
1056,25 × 3,1416 ≈ 3315,9 mm2
Multiplizieren Sie mit der Dicke 6 mm:
3315,9 × 6 ≈ 19895,4 mm3 ≈ 19,9 cm3
Effektives Gesamtvolumen ≈ 20 cm3
Die Batterie muss eine 4000 mAh Kapazität. Geht man von einer Nennspannung von 3,7 V aus (typisch für LiPo), so beträgt die Energie ungefähr:
E = 3,7 × 4,0 ≈ 14,8 Wh
Entsprechende volumetrische Energiedichte:
Volumetrische Energiedichte = 14,8 Wh / 19,9 cm3 ≈ 0,744 Wh/cm3 ≈ 744 Wh/L
Dies bedeutet, dass wir eine Energiedichte erreichen müssen, die 744 Wh/L die Anforderungen des Kunden zu erfüllen, während Standard-LiPo-Akkus nur 250-600 Wh/L.
Wie stellen wir die Batterie mit hoher Energiedichte (778WH/L) her?
Verwendung von Silizium-Kohlenstoff-Anoden für hohe Energiedichte
Um eine außergewöhnliche volumetrische Energiedichte von 778 Wh/L in unserer Kompaktbatterie verwenden wir Silizium-Kohlenstoff (Si-C)-Verbundanoden. Silizium ist bekannt für seine extrem hohe theoretische Kapazität - etwa 10-mal höher als bei herkömmlichem GraphitDadurch können mehr Lithium-Ionen im gleichen Volumen gespeichert werden, was die Energiedichte der Batterie direkt erhöht.
Der Einbau von Silizium bringt jedoch seine eigenen Herausforderungen mit sich:
Erweiterung des Volumens: Silizium kann sich während der Lithiumbildung um bis zu 300% ausdehnen, was zu mechanischer Belastung, Rissen und Kapazitätsverlust führen kann.
Erhöhtes Gewicht: Silizium hat im Vergleich zu Graphit eine höhere Dichte, was sich negativ auf die gravimetrische Energiedichte auswirken kann.
Elektrochemische Instabilität: Silizium kann zu einer übermäßigen Bildung der Festelektrolyt-Interphase (SEI) führen, was den irreversiblen Kapazitätsverlust erhöht.
Wir balancieren diese Faktoren sorgfältig durch eine Kombination aus Materialdesign und fortschrittliche Elektrodentechnik:
Optimierter Siliziumgehalt: Wir verwenden ein sorgfältig kontrolliertes Verhältnis von Silizium zu Kohlenstoff im Verbundwerkstoff, um die Energiedichte ohne übermäßige Volumenausdehnung oder Gewichtszunahme zu maximieren.
Nanostrukturierte Siliziumpartikel: Die Verkleinerung der Siliziumpartikel auf die Nanoskala mindert die Ausdehnungsspannung und verbessert die Zyklenstabilität.
Elastische Bindemittel und leitfähige Netzwerke: Spezielle polymere Bindemittel und leitfähige Additive erhalten die strukturelle Integrität und die elektrische Konnektivität, selbst wenn sich das Silizium während der Lade-/Entladezyklen ausdehnt.
Geschichtete Elektrodenarchitektur: Die Anode ist mit abgestufter Dicke und Porosität konstruiert, um Volumenänderungen auszugleichen, was sowohl die Sicherheit als auch die Langlebigkeit erhöht.
Präzisions-Elektrodenstapelung (Layering) Prozess
Wir verwenden ein fein abgestimmter ElektrodenstapelungsprozessDabei wird die Dicke der einzelnen Elektrodenschichten und des Separators sorgfältig kontrolliert.
Dies gewährleistet maximale Ausnutzung des aktiven Materials bei gleichzeitiger Minimierung des Platzbedarfs, was für das Erreichen einer volumetrischen Energiedichte von nahezu 778 Wh/L entscheidend ist.
Enge Toleranzen bei der Elektrodenausrichtung verringern den Innenwiderstand und verbessern die Leistungsabgabe.
Optimierte Kathodenformulierung
Kathodenmaterialien mit hoher Kapazität werden gemischt, um die Energiedichte, Zykluslebensdauer und thermische Stabilität.
Die Dicke der Kathodenbeschichtung wird genau kontrolliert, um den Eigenschaften der Anode zu entsprechen, und gewährleistet gleichmäßige Lithiierung und minimale Belastung während des Ladens/Entladens.
Fortschrittliches Elektrolytsystem
Wir verwenden Elektrolyte mit hoher Leitfähigkeit und niedriger Viskosität die den Ionentransport auch in dicht gepackten Elektroden verbessern.
Die Zusatzstoffe werden so ausgewählt, dass sie eine stabile SEI-SchichtDadurch wird die Degradation der Siliziumanode gemildert und die Zykluslebensdauer verbessert.
Thermisches und mechanisches Management
Das fortschrittliche Zelldesign trägt dazu bei Wärmeableitung und mechanische AusdehnungDies ist besonders wichtig bei Siliziumanoden.
Die flexible Verpackung und die kontrollierte Druckverteilung verhindern Verformungen und sorgen für langfristige Stabilität.
Fertiges Produkt: Batterie mit hoher Energiedichte (778 Wh/L)
Kundenspezifisches rundes Batteriedesign
Hohe Energiedichte: 778Wh/L
Leichte Konstruktion: 47g
Niedriger Innenwiderstand
Silizium-Kohlenstoff-Anodentechnologie
Höhere Nennspannung: 3,87 V
Schlussfolgerung
Unsere Leistung von 778 Wh/L Energiedichte demonstriert unsere Fähigkeit, die Grenzen des kompakten Batteriedesigns zu erweitern. Durch die Kombination von Silizium-Kohlenstoff-Anoden, präziser Elektrodenstapelung und robustem Wärmemanagement haben wir eine Batterie geschaffen, die nicht nur ultra-kompakt sondern auch äußerst zuverlässig, sicher und langlebig.
Diese Batterie mit hoher Energiedichte ist ideal für kompakte Anwendungen wie z. B. kabellose Powerbanks, tragbare Elektronikgeräte und andere Geräte mit begrenztem Platzangebot. Unser innovativer Ansatz stellt sicher, dass die Kunden Folgendes genießen können maximale Leistung ohne Kompromisse bei Sicherheit und Langlebigkeit.
Mit LanDazzle erreichen hochmoderne Batterielösungen selbst für die anspruchsvollsten Kompaktanwendungen ist nicht nur ein Ziel, sondern unser Standard.
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