無（wú）人機用60v充電器技術資料

【研究背景（jǐng）】

自1991年商業化以來，可充鋰離子電池（LIBs）在便（biàn）攜式電（diàn）子設（shè）備、電（diàn）動汽車和智能電網等領（lǐng）域占據（jù）了儲能市場的主導地（dì）位。然而（ér），到目前為止獲得的電池能量密度仍然不（bú）能滿足日益增長的儲能需求，特別是（shì）對於續航裏程超過500公裏的遠程電動汽車而言。盡（jìn）管不（bú）同類型的電池（高電壓LIBs、Li-S電池和鋰金屬電池）已經得到了廣泛的研究，但能量密度超過300 Wh kg^-1仍然具有挑戰性。除了考慮電極材料容量外（wài），還需要考慮電池的其他參數，例如：麵（miàn）積（jī）載量密度、正（zhèng）極和負極之間的（de）電壓差、初（chū）始容量和初始庫侖效率。

 邦力威鋰電池（chí）的製造設備的好壞和鋰電池的質（zhì）量有（yǒu）一定關（guān）係

【成果簡介】

最近，中科院長（zhǎng）春應化所明軍研究員，漢陽大學Yang-Kook Sun教授和阿卜杜拉國王科技大學（xué）Husam N. Alshareef教（jiāo）授（共同通訊（xùn）作者）提出了一種新（xīn）的經驗模型，該模型除了考慮（lǜ）電極容量（liàng）外，還考慮了多個設計（jì）參（cān）數，包括麵積載量密度、電壓差（chà）、初始容量平衡（héng）以及初始庫（kù）侖效率來估計可實現（xiàn）的能量密度。使用該方（fāng）法用於預測電池能（néng）量密度（dù），可達實現300 Wh kg^-1以上。同時該模型表明，電極材料的儲鋰容量隻是影響最終電池能（néng）量（liàng）密度的幾個重要因素之（zhī）一（yī）。本文的（de）模型打破了傳統估計電（diàn）池能量密度的（de）模式，為設計更高能量密度的電池提供了一個直接（jiē）的指導。相關研究成果以“An Empirical Model for the Design of Batteries with High Energy Density”為題發表在ACS Energy Lett.上。

【核心（xīn）內（nèi）容】

一、模型的描述

在傳統的認識（shí）中，鋰離子電池的能量密度（E）在（zài）很大程（chéng）度上可以由其電極材（cái）料（liào）決定：

其中，Q和m是電（diàn）池的容量和質量（liàng），變（biàn）量U是正極和負極之間的電位差，這與（yǔ）正負極（jí）和基本電子電荷的費米能級有關，然而，電子在（zài）真空水平上（費米能水平）的（de）電位與實際（jì）不一樣。此外，雖然（rán）電壓差可以用兩個電極（jí）中Li的電位差來表示，但電壓（yā）差隨電池充電狀態（SOC）的（de）變化而變化（huà）。因此，引入了平均電（diàn）壓差（chà）（ΔU）來簡化E的（de）計算，變量Q表示電池容量，由Q=C_pm_p可以（yǐ）計算出電池容量，其中C_p和m_p分別表（biǎo）示正極的（de）可逆比容量（liàng）和總質量載量，E的表（biǎo）達式可以寫成：

其中，常數k代表為k=（m_p+m_n）/m。因此，E的表達式可以寫（xiě）成：

K的大小受很多的因素的影（yǐng）響，如電極材料（liào）特性（xìng）（顆粒大小，比表麵積）、電極製備過（guò）程（麵積載量密度、壓（yā）實密度）、隔膜、集（jí）流體和包裝工藝。因此，k值是一個（gè）通用常數，可以用於不同類型的電池，目前很難直接計算k值。但是，可以通過當前LIBs的實際（jì）能量密度得到一個經驗值。

鉛酸蓄（xù）電池按照用途分（fèn）類:汽車蓄電池，摩托車（chē）蓄電池，牽引蓄電池，太陽能蓄電（diàn）池，UPS蓄電池，直流屏蓄電池，電子設備蓄電池等

最後，引入了正（zhèng）極和負極之間的平衡初始容量（χ），其中χ=C_nm_nε_p/C_pm_pε_n，將其引（yǐn）入公式（shì）3：

當χε_n/ε_p=1.1時，這意味（wèi）著負極的可逆容量比正極（jí）高10%，這是目前大多數電池設計中所要求的。

圖1. LIBs示意圖和能夠影響其能量密度的因素。（a）電池示意圖及其參數；（b）運用簡單模型實現高（gāo）能量密度的方法（fǎ）。