Exigences en matière de courant pour la batterie
Le client a spécifié les exigences suivantes pour la batterie :
Dimensions : Φ65 × 6.0 mm
Capacité : 4000 mAh
Une batterie de poche Φ65 × 6 mm est extrêmement plate, avec une épaisseur de seulement 6 mm et un diamètre de 65 mm.
Analyse des besoins en batteries
Cette taille correspond au volume d'une batterie :
V = π r2 h = 3,1416 × (32,5 mm)2 × 6 mm
Il faut d'abord calculer le carré du rayon : 32.52 = 1056.25
Multiplier par π :
1056,25 × 3,1416 ≈ 3315,9 mm2
Multiplier par l'épaisseur de 6 mm :
3315.9 × 6 ≈ 19895.4 mm3 ≈ 19.9 cm3
Volume effectif total ≈ 20 cm3
La batterie doit avoir un 4000 mAh capacité. En supposant une tension nominale de 3,7 V (typique pour les LiPo), l'énergie est d'environ :
E = 3,7 × 4,0 ≈ 14,8 Wh
Correspondant densité d'énergie volumétrique:
Densité énergétique volumétrique = 14,8 Wh / 19,9 cm3 ≈ 0,744 Wh/cm3 ≈ 744 Wh/L
Cela signifie que nous devons atteindre une densité énergétique de 744 Wh/L pour répondre aux besoins du client, alors que les batteries LiPo standard n'offrent qu'une capacité de stockage et de stockage de l'énergie. 250-600 Wh/L.
Comment fabrique-t-on la batterie à haute densité énergétique (778WH/L) ?
Utilisation d'anodes en silicium-carbone pour une haute densité énergétique
Pour atteindre une densité énergétique volumétrique exceptionnelle de 778 Wh/L dans notre batterie compacte, nous employons anodes composites silicium-carbone (Si-C). Le silicium est connu pour sa capacité théorique extrêmement élevée, de l'ordre d'un million d'euros. 10 fois plus élevé que le graphite traditionnel-qui permet de stocker plus d'ions lithium dans le même volume, ce qui augmente directement la densité énergétique de la batterie.
Cependant, l'incorporation du silicium s'accompagne de ses propres défis :
Expansion du volume: Le silicium peut se dilater jusqu'à 300% pendant la lithiation, ce qui peut entraîner des contraintes mécaniques, des fissures et un affaiblissement de la capacité.
Augmentation du poids: Le silicium a une densité plus élevée que le graphite, ce qui peut avoir un effet négatif sur la densité énergétique gravimétrique.
Instabilité électrochimique: Le silicium peut entraîner une formation excessive de l'interphase de l'électrolyte solide (SEI), ce qui augmente la perte de capacité irréversible.
Nous équilibrons soigneusement ces facteurs en combinant la conception des matériaux et l'ingénierie avancée des électrodes:
Teneur en silicium optimisée: Nous utilisons un rapport soigneusement contrôlé entre le silicium et le carbone dans le composite, ce qui maximise la densité énergétique sans expansion excessive du volume ou gain de poids.
Particules de silicium nanostructurées: La réduction de la taille des particules de silicium à l'échelle nanométrique atténue les contraintes d'expansion et améliore la stabilité du cycle.
Liants élastiques et réseaux conducteurs: Des liants polymères spéciaux et des additifs conducteurs maintiennent l'intégrité structurelle et la connectivité électrique même lorsque le silicium se dilate pendant les cycles de charge/décharge.
Architecture des électrodes en couches: L'anode est conçue avec une épaisseur et une porosité graduelles pour s'adapter aux changements de volume, améliorant ainsi la sécurité et la longévité.
Processus d'empilage d'électrodes de précision (stratification)
Nous employons un un processus d'empilage d'électrodes finement ajustéL'épaisseur de chaque couche d'électrode et de chaque séparateur est soigneusement contrôlée.
Cela permet de garantir utilisation maximale des matières actives tout en minimisant l'espace perdu, ce qui est crucial pour atteindre des densités énergétiques volumétriques proches de 778 Wh/L.
Les tolérances serrées dans l'alignement des électrodes réduisent la résistance interne et améliorent la puissance délivrée.
Formulation optimisée de la cathode
Des matériaux cathodiques à haute capacité sont mélangés pour équilibrer les émissions de gaz à effet de serre. la densité énergétique, la durée de vie et la stabilité thermique.
L'épaisseur du revêtement de la cathode est contrôlée avec précision pour correspondre aux caractéristiques de l'anode, ce qui garantit lithiation uniforme et contrainte minimale pendant la charge/décharge.
Système d'électrolyte avancé
Nous utilisons électrolytes à haute conductivité et à faible viscosité qui améliorent le transport des ions, même dans des électrodes très denses.
Les additifs sont sélectionnés pour former un couche SEI stableLa technologie de l'anode en silicium permet d'atténuer la dégradation de l'anode en silicium et d'améliorer la durée de vie du cycle de production.
Gestion thermique et mécanique
La conception avancée des cellules prend en compte dissipation de la chaleur et expansion mécaniqueLe système de contrôle de la qualité, particulièrement important avec les anodes en silicium, est un système de contrôle de la qualité.
L'emballage souple et la répartition contrôlée de la pression évitent les déformations et maintiennent la stabilité à long terme.
Produit fini : Batterie à haute densité énergétique (778 Wh/L)
Design personnalisé de la batterie ronde
Densité énergétique élevée : 778Wh/L
Construction légère : 47g
Faible résistance interne
Technologie des anodes en silicium-carbone
Tension nominale plus élevée : 3,87V
Conclusion
Notre réalisation de Densité énergétique de 778 Wh/L démontre notre capacité à repousser les limites de la conception des batteries compactes. En combinant des anodes en silicium-carbone, un empilement d'électrodes de précision et une gestion thermique robuste, nous avons créé une batterie qui n'est pas seulement "compacte". ultra-compact mais aussi très fiable, sûr et durable.
Cette batterie à haute densité énergétique est idéale pour applications compactes tels que les banques d'alimentation sans fil, les appareils électroniques portables et d'autres appareils à encombrement réduit. Notre approche innovante permet aux clients de bénéficier des performances maximales sans compromettre la sécurité ou la longévité.
Avec LanDazzle, réaliser des solutions de pointe pour les batteries pour les applications compactes les plus difficiles n'est pas seulement un objectif, c'est notre norme.
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