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考虑到不同电池中金属锂容量发挥可能性不同,本工作计算了金属锂利用率分别为100%、80%、50%、33%匹配不同正极材料的锂金属电池的能量密度。图3与图2对比,可以看出金属锂容量发挥的时候,相同正极的体系,金属锂离子电池比锂电池有更显著的能量密度。如Li-rich-300正极材料在金属锂作为负极时,能量密度649Wh kg-1,即使发挥只有33%的时候能量密度也有521Wh kg-1。
图3 金属锂作为负极的电芯能量密度计算
(a)Li容量全部发挥;
(b)Li容量发挥80%;
(c)Li容量发挥50%;
(d)Li容量发挥33%.
三、18650单体电池能量密度估算
考虑上连接的极耳和封装材料,可以计算单体电池的能量密度。表4、5给出松下NCR18650圆柱电池和Prismatic系列软包方形单体电池的性能参数[6]。以NCR18650为例,其极耳以及封装材料占单体电池的质量分数一般为15%-20%。表6总结了锂电池不同负极材料对应电芯最高能量密度以及18650最高能量密度。表7则给出Si-C-1000负极与不同正极材料电芯、单体能量密度,其中LCO-220电芯能量密度为492Wh kg-1,单体能量密度为416Wh kg-1,可以看出由于封装材料所占电池总体比例更多,导致电池的能量密度进一步降低。
表4 松下NCR18560电池性能及参数
表5 松下Prismastic电池性能及参数
表6 不同负极材料的最高电芯能量密度、最高单体能量密度总结
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研究团队将纤维锂离子电池编织成大面积纺织品,将其集成到日常服装中,破坏性实验证明,经各种方式折叠或被汽车碾压后,该电池未发生燃烧或爆炸,即使经机器清洗或被刀片刺穿后,仍可继续为平板电脑充电,呈现出良好的安全性能。
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据报道,美国伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)的科学家日前开发和设计出一种可完全充电的锂-二氧化碳电池,这种电池在500次充放电之后性能仍然可以保持稳定,并且克服了两个主要技术障碍。根据专家的描述,他们开发的锂-二氧化碳电池的性能和能量密度将比目前普遍应用的锂离子电池高出七倍。而事实证明,
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日前,有海外媒体报道称,美国芝加哥伊利诺伊大学的研究人员创造了第一个可用的锂碳氧化物电池(以下简称为Li-CO2电池)。新电池的能量密度在理论上可达1876Wh/kg,约是目前锂离子电池能量密度的7倍,可以帮助纯电动车型大大增加续航能力。美国芝加哥伊利诺伊大学的研究人员在《先进材料》杂志上发表了
据外媒报道,华盛顿初创公司XNRGI计划推出“多孔”硅电池。与传统锂离子电池相比,这种电池的能量密度高,制造成本低,使用起来也更安全。XNRGI用来制造电池的硅晶片,类似于半导体公司生产芯片所用的硅片。他们在硅晶片上蚀刻非常密集的20*20微米蜂窝状图案,并涂覆锂和其他金属,形成“微型电池”的
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