电池的气候要求
客户对电池提出了以下要求:
尺寸 Φ65 × 6.0 毫米
容量 4000 毫安时
Φ65 × 6 毫米的袋装电池非常扁平,厚度仅为 6 毫米,直径为 65 毫米。
电池需求分析
这个大小相当于电池体积:
V = π r2 h = 3.1416 × (32.5 毫米)2 × 6 毫米
首先,计算半径的平方:32.52 = 1056.25
乘以 π:
1056.25 × 3.1416 ≈ 3315.9 毫米2
乘以厚度 6 毫米:
3315.9 × 6 ≈ 19895.4 毫米3 ≈ 19.9 厘米3
总有效容积 ≈ 20 厘米3
电池必须具有 4000 毫安时 容量。假设标称电压为 3.7 V(锂聚合物的典型值),则能量约为
E = 3.7 × 4.0 ≈ 14.8 Wh
对应 体积能量密度:
体积能量密度 = 14.8 Wh / 19.9 cm3 ≈ 0.744 Wh/cm3 ≈ 744 Wh/L
这意味着我们需要使能量密度达到 744 Wh/L 以满足客户的要求,而标准锂聚合物电池只能提供 250-600 Wh/L.
我们如何制造高能量密度电池(778WH/L)?
使用硅碳阳极实现高能量密度
为了达到超乎寻常的容积能量密度 778 Wh/L 在我们的紧凑型电池中,我们采用了 硅碳(Si-C)复合阳极.硅以其极高的理论容量而著称,约为 比传统石墨高 10 倍-这样就能在相同体积内储存更多的锂离子,直接提高电池的能量密度。
然而,硅材料的应用也有其自身的挑战:
体积膨胀:硅在锂化过程中会膨胀达 300%,从而导致机械应力、开裂和容量衰减。
体重增加:硅的密度比石墨高,这会对重力能量密度产生负面影响。
电化学不稳定性:硅会导致固态电解质相(SEI)过度形成,增加不可逆容量损失。
我们通过以下方式谨慎地平衡这些因素 材料设计和先进电极工程:
优化硅含量:我们精心控制复合材料中硅和碳的比例,最大限度地提高能量密度,而不会过度膨胀或增加重量。
纳米结构硅颗粒:将硅颗粒尺寸减小到纳米级,可减轻膨胀应力,提高循环稳定性。
弹性粘合剂和导电网络:特殊的聚合物粘合剂和导电添加剂可保持结构的完整性和电气连接性,即使硅在充放电循环过程中发生膨胀。
分层电极结构:阳极采用分级厚度和孔隙率设计,以适应体积变化,从而提高安全性和使用寿命。
精密电极堆叠(分层)工艺
我们采用了 微调电极堆叠工艺仔细控制每个电极层和隔板的厚度。
这可确保 最大限度地利用活性材料 同时最大限度地减少浪费的空间,这对于实现接近 778 Wh/L 的体积能量密度至关重要。
严格的电极排列公差可降低内阻,改善功率输出。
优化的阴极配方
混合高容量阴极材料,以达到平衡 能量密度、循环寿命和热稳定性.
精确控制阴极涂层厚度,使其与阳极特性相匹配,从而确保 均匀锂化和最小应力 在充电/放电期间。
先进的电解质系统
我们使用 高导电率、低粘度电解质 即使在密集的电极中也能增强离子传输。
添加剂的选择是为了形成 稳定的 SEI 层从而减少硅阳极的降解,提高循环寿命。
热能和机械管理
先进的电池设计可实现 散热和机械膨胀这对硅阳极尤为重要。
灵活的包装和受控的压力分布可防止变形并保持长期稳定性。
成品:高能量密度电池(778 Wh/L)
定制圆形电池设计
高能量密度:778 瓦时/升
结构轻巧:47g
低内阻
硅碳负极技术
更高的标称电压: 3.87V
结论
我们实现了 778 Wh/L 能量密度 表明我们有能力突破紧凑型电池设计的极限。通过将硅碳阳极、精确的电极堆叠和强大的热管理相结合,我们创造出的电池不仅具有以下优点 超紧凑 但也 高度可靠、安全、持久.
这种高能量密度电池适用于 紧凑型应用 如无线移动电源、便携式电子产品和其他空间有限的设备。我们的创新方法可确保客户享受 在不影响安全性和使用寿命的情况下实现最高性能.
通过 LanDazzle,实现 尖端电池解决方案 这不仅是我们的目标,也是我们的标准。
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