醫療器械用32650防爆鋰（lǐ）電池（chí）規（guī）格型號

【研究（jiū）背景】

自1991年商業化（huà）以來，可充鋰離子電池（LIBs）在便攜式電子設備、電動汽車（chē）和智能電網等領域占據了儲能市場的主導地位。然而，到目前為止獲（huò）得的電池能量（liàng）密度仍然不能滿足日益增長的（de）儲（chǔ）能需求，特別（bié）是對於續航裏程超過500公裏的遠程電（diàn）動汽車而言。盡管不（bú）同類型的電池（高電壓LIBs、Li-S電池和（hé）鋰金屬電池）已經得到了廣泛（fàn）的研究，但能量密度超過300 Wh kg^-1仍然具有挑戰（zhàn）性。除了考慮電（diàn）極材料容量外，還需要考慮電（diàn）池的其他參數，例（lì）如：麵積載量（liàng）密度、正極和（hé）負極之間的電（diàn）壓差、初始（shǐ）容量和初始庫侖效率。

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【成果簡介】

最近，中（zhōng）科院長春應化所明軍研究（jiū）員，漢陽大學Yang-Kook Sun教授和阿卜（bo）杜拉國王科技大學Husam N. Alshareef教授（共同通（tōng）訊作者）提出了一種新的經驗模型，該模型除了考慮電極容量外，還考慮了（le）多個設計參數，包括麵積載量密度（dù）、電壓（yā）差、初（chū）始容量平衡以及初始庫侖效率來估計可實現的能量密度。使用該方法用於預測電池能（néng）量密度，可（kě）達實（shí）現300 Wh kg^-1以上。同（tóng）時該模（mó）型表明，電極材料的儲鋰容量隻是影響最終電池能量密度（dù）的（de）幾個重要因素之一。本文的模型打破了傳統估計電池能量密度的（de）模式，為設計更高能量（liàng）密度的電池提供了一個（gè）直（zhí）接的指導。相關研究成果以（yǐ）“An Empirical Model for the Design of Batteries with High Energy Density”為題發表在ACS Energy Lett.上。

【核（hé）心內容】

一（yī）、模型的描述（shù）

在傳統的認（rèn）識中，鋰離子電池的能量密度（E）在很大程度上可以（yǐ）由其電極材料決定：

其中，Q和m是電池的容（róng）量和質量，變量U是正極和負極之間的電位差，這與正（zhèng）負極和基本電子電荷的費米能級有關，然而，電子在真空水平上（費米能水平）的電位與實際不一樣。此外（wài），雖然電壓差可以用兩個電極（jí）中Li的電位差來（lái）表示，但電壓差隨電池充（chōng）電狀態（SOC）的變化而變化。因此，引入了平均電壓差（ΔU）來（lái）簡化E的計算，變量Q表示電池（chí）容量，由Q=C_pm_p可以計算出電池容量，其中C_p和m_p分別表（biǎo）示正極的可逆比容量和總質量載量，E的表達式可以寫成：

其中，常數k代表為k=（m_p+m_n）/m。因此，E的表達（dá）式可（kě）以（yǐ）寫成：

K的（de）大小受很多的因素的影響，如電（diàn）極材料特性（顆粒大小，比表麵積）、電極製（zhì）備過程（麵積載量密度、壓（yā）實密（mì）度）、隔膜、集（jí）流體和包裝工藝。因此，k值是一個通（tōng）用常數，可以用（yòng）於不同類（lèi）型的電池（chí），目前很難直接計算（suàn）k值。但是，可以通（tōng）過當前LIBs的實際能量密度得到一個經驗值。

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最後，引入了正極和負極之間的平衡初始容量（liàng）（χ），其（qí）中χ=C_nm_nε_p/C_pm_pε_n，將其引入（rù）公式3：

當χε_n/ε_p=1.1時，這意（yì）味著負極的可逆容量比正極高10%，這是目（mù）前大多數電池設計中所要求的（de）。

圖（tú）1. LIBs示（shì）意圖和能夠影響其（qí）能量（liàng）密度的因素。（a）電（diàn）池示（shì）意（yì）圖及其參數；（b）運用簡單模型實現高能量密度的方法（fǎ）。