電池在一定條件下對外做功所能輸出的電能叫做電池的能量,單位一般用瓦時(W·h)表示。分為理論能量和實際能量。
理論能量(W0)是在放電過程處于平衡狀态,放電電壓保持電動勢(E)數值,且活性物質利用率為100%的條件下,電池所獲得的能量,即可逆電池在恒溫恒壓下所做的最大非膨脹功,實際能量(W)是電池放電時實際獲得的能量,當锂離子電池标稱電壓為3.7V,容量為2200mA·h時,電池的實際能量為2.2A·h×3.7V = 8.14W·h,單位換算為焦耳(1W=1J/s)時的實際能量為29304J。
比能量也稱能量密度,是指單位質量或單位體積電池所獲得的能量,稱為質量比能量或體積比能量。理論質量比能量根據正、負兩極活性物質的理論質量比容量和電池的電動勢計算。實際比能量是電池實際輸出的能量與電池質量(或體積)之比。
現有的锂離子電池負極材料多以石墨為主,石墨的理論克容量372mAh/g。正極材料磷酸鐵锂理論克容量隻有160mAh/g,而三元材料鎳钴錳(NCM)約為200mAh/g。
系統能量密度是指單體組合完成後的整個電池系統的電量比整個電池系統的重量或體積。因為電池系統内部包含電池管理系統,熱管理系統,高低壓回路等占據了電池系統的部分重量和内部空間,因此電池系統的能量密度都比單體能量密度低。
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