ऊर्जा घनत्व क्या है?
ऊर्जा घनत्व एक निश्चित अंतरिक्ष इकाई या पदार्थ के द्रव्यमान में संग्रहीत ऊर्जा की मात्रा को संदर्भित करता है।एक बैटरी का ऊर्जा घनत्व बैटरी के औसत इकाई आयतन या द्रव्यमान द्वारा उत्सर्जित बिजली की मात्रा हैएक बैटरी के ऊर्जा घनत्व को आम तौर पर दो आयामों में विभाजित किया जाता हैः वजन ऊर्जा घनत्व और आयतन ऊर्जा घनत्व।
बैटरी वजन ऊर्जा घनत्व = बैटरी क्षमता × डिस्चार्ज प्लेटफार्म/वजन, मूल इकाई Wh/kg (वाट-घंटे/kg) है
बैटरी वॉल्यूम ऊर्जा घनत्व = बैटरी क्षमता ×डिस्चार्ज प्लेटफॉर्म/वॉल्यूम, मूल इकाई Wh/L (वाट-घंटे/लीटर) है
बैटरी का ऊर्जा घनत्व जितना अधिक होगा, प्रति इकाई आयतन या वजन उतनी ही अधिक शक्ति संग्रहीत की जा सकेगी।
मोनोमर ऊर्जा घनत्व क्या है?

एक बैटरी का ऊर्जा घनत्व अक्सर दो अलग-अलग अवधारणाओं को संदर्भित करता है, एक एकल सेल का ऊर्जा घनत्व है, और दूसरा बैटरी प्रणाली का ऊर्जा घनत्व है।
एक बैटरी सेल एक बैटरी प्रणाली की सबसे छोटी इकाई है। एम कोशिकाएं एक मॉड्यूल बनाती हैं, और एन मॉड्यूल एक बैटरी पैक बनाते हैं, जो ऑटोमोबाइल पावर बैटरी की बुनियादी संरचना है।
एक एकल कोशिका का ऊर्जा घनत्व, जैसा कि नाम से पता चलता है, एक एकल कोशिका के स्तर पर ऊर्जा घनत्व है।
"मेड इन चाइना 2025" के अनुसार पावर बैटरी के विकास योजना को स्पष्ट किया गया हैः 2020 में, बैटरी का ऊर्जा घनत्व 300Wh/kg तक पहुंच जाएगा; 2025 में,बैटरी का ऊर्जा घनत्व 400Wh/kg तक पहुंच जाएगा· 2030 में बैटरी का ऊर्जा घनत्व 500Wh/kg तक पहुंच जाएगा। यह एकल सेल के स्तर पर ऊर्जा घनत्व को संदर्भित करता है।

सिस्टम ऊर्जा घनत्व क्या है?

सिस्टम ऊर्जा घनत्व पूरे बैटरी सिस्टम के वजन या मात्रा को संदर्भित करता है, पूरे बैटरी सिस्टम के वजन या मात्रा के लिए मोनोमर के संयोजन के बाद।क्योंकि बैटरी प्रणाली में बैटरी प्रबंधन प्रणाली शामिल हैथर्मल मैनेजमेंट सिस्टम, हाई और लो वोल्टेज सर्किट आदि, जो बैटरी सिस्टम के वजन और आंतरिक स्थान का हिस्सा लेते हैं,बैटरी प्रणाली का ऊर्जा घनत्व एकल शरीर की तुलना में कम है.
सिस्टम ऊर्जा घनत्व = बैटरी प्रणाली शक्ति / बैटरी प्रणाली वजन या बैटरी प्रणाली मात्रा
लिथियम बैटरी के ऊर्जा घनत्व को क्या सीमित करता है?
बैटरी के पीछे की रसायन विज्ञान मुख्य कारण है।
आम तौर पर, लिथियम बैटरी के चार भाग बहुत महत्वपूर्ण हैंः सकारात्मक इलेक्ट्रोड, नकारात्मक इलेक्ट्रोड, इलेक्ट्रोलाइट और डायफ्राम।सकारात्मक और नकारात्मक विद्युत् वे स्थान हैं जहां रासायनिक प्रतिक्रिया होती है, जो रेन डु की दूसरी धड़कन के बराबर है, और इसकी महत्वपूर्ण स्थिति देखी जा सकती है।हम सभी जानते हैं कि कैथोड के रूप में तृतीयक लिथियम के साथ एक बैटरी पैक प्रणाली की ऊर्जा घनत्व कैथोड के रूप में लिथियम आयरन फॉस्फेट के साथ एक बैटरी पैक प्रणाली की तुलना में अधिक हैऐसा क्यों है?
लिथियम आयन बैटरी की मौजूदा एनोड सामग्री मुख्य रूप से ग्राफाइट है, और ग्राफाइट की सैद्धांतिक ग्राम क्षमता 372mAh/g है।कैथोड सामग्री, केवल 160mAh/g है, जबकि तृतीयक सामग्री निकेल-कोबाल्ट-मैंगनीज (NCM) लगभग 200mAh/g है।
बैरल सिद्धांत के अनुसार, पानी का स्तर बैरल के सबसे छोटे बिंदु से निर्धारित होता है, और लिथियम आयन बैटरी के ऊर्जा घनत्व की निचली सीमा कैथोड सामग्री पर निर्भर करती है।
लिथियम आयरन फॉस्फेट का वोल्टेज प्लेटफार्म 3.2V है, और तृतीयक सूचकांक 3.7V है, दो चरणों की तुलना में, ऊर्जा घनत्व उच्च हैः अंतर 16%.
बेशक, रासायनिक प्रणाली के अलावा, उत्पादन प्रक्रिया के स्तर जैसे कि संपीड़न घनत्व, पन्नी मोटाई, आदि भी ऊर्जा घनत्व को प्रभावित करेंगे।अधिक संपीड़न घनत्व, सीमित स्थान में बैटरी की क्षमता जितनी अधिक होगी, इसलिए मुख्य सामग्री के संपीड़न घनत्व को बैटरी के ऊर्जा घनत्व के संदर्भ संकेतकों में से एक के रूप में भी माना जाता है।
"ग्रेट पावर हैवी इक्विपमेंट II" के चौथे एपिसोड में, CATL उन्नत तकनीक का उपयोग करके ऊर्जा घनत्व में सुधार के लिए 6-माइक्रोन तांबे की पन्नी का उपयोग करता है।
अगर आप हर पंक्ति को पढ़ सकते हैं, तो इसे इस बिंदु तक पढ़ें। बधाई हो, बैटरी के बारे में आपकी समझ अगले स्तर पर पहुंच गई है।

हम ऊर्जा घनत्व कैसे बढ़ा सकते हैं?
नई सामग्री प्रणाली को अपनाना, लिथियम बैटरी संरचना का ठीक से समायोजन,और विनिर्माण क्षमता में सुधार अनुसंधान एवं विकास इंजीनियरों के लिए "लंबी आस्तीन के साथ नृत्य" करने के लिए तीन चरण हैंनीचे, हम मोनोमर और प्रणाली के दो आयामों से समझाएंगे।
मोनोमर्स का ऊर्जा घनत्व मुख्य रूप से रासायनिक प्रणाली की सफलता पर निर्भर करता है
1. बैटरी का आकार बढ़ाएँ
बैटरी निर्माता मूल बैटरी के आकार को बढ़ाकर शक्ति विस्तार का प्रभाव प्राप्त कर सकते हैं। सबसे प्रसिद्ध उदाहरण टेस्ला है,प्रसिद्ध इलेक्ट्रिक वाहन कंपनी जिसने पैनासोनिक 18650 बैटरी का प्रयोग किया, इसे नई 21700 बैटरी से बदल देगा।
हालांकि, बैटरी सेल का "चूसना" या "बढ़ना" केवल एक लक्षण है, इलाज नहीं। The method of drawing wages from the bottom of the kettle is to find the key technology to improve the energy density from the positive and negative electrode materials and electrolyte components that make up the battery cell.
2रासायनिक प्रणाली में सुधार
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, बैटरी का ऊर्जा घनत्व बैटरी के सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड द्वारा सीमित है।चूंकि वर्तमान एनोड सामग्री का ऊर्जा घनत्व कैथोड की तुलना में बहुत अधिक है, ऊर्जा घनत्व में सुधार के लिए कैथोड सामग्री को लगातार अपग्रेड करना आवश्यक है।

उच्च निकेल कैथोड
तृतीयक सामग्री आम तौर पर निकल-कोबाल्ट-मैंगनीज ऑक्साइड के बड़े परिवार को संदर्भित करती है, और हम निकल, कोबाल्ट और मैंगनीज के अनुपात को बदलकर बैटरी के प्रदर्शन को बदल सकते हैं।
चित्र में सिलिकॉन कार्बन एनोड
सिलिकॉन आधारित एनोड सामग्री की विशिष्ट क्षमता 4200mAh/g तक पहुंच सकती है, जो ग्राफाइट एनोड की सैद्धांतिक विशिष्ट क्षमता 372mAh/g से बहुत अधिक है।तो यह ग्रेफाइट एनोड के लिए एक मजबूत विकल्प बन गया है.
वर्तमान में,बैटरी के ऊर्जा घनत्व में सुधार के लिए सिलिकॉन-कार्बन कम्पोजिट सामग्री का उपयोग उद्योग में लिथियम-आयन बैटरी एनोड सामग्री के विकास की दिशाओं में से एक के रूप में मान्यता प्राप्त हैटेस्ला के मॉडल 3 में सिलिकॉन कार्बन एनोड का प्रयोग किया गया है।
भविष्य में, यदि आप एक कदम और आगे जाना चाहते हैं - एकल कोशिकाओं की 350Wh/kg सीमा को तोड़ना चाहते हैं, तो उद्योग के साथियों को लिथियम धातु एनोड बैटरी सिस्टम पर ध्यान केंद्रित करने की आवश्यकता हो सकती है,लेकिन इसका मतलब यह भी है कि परिवर्तन और पूरी बैटरी विनिर्माण प्रक्रिया में सुधारयह देखा जा सकता है कि निकेल का अनुपात अधिक से अधिक हो रहा है, और कोबाल्ट का अनुपात कम से कम हो रहा है।सेल की विशिष्ट क्षमता जितनी अधिक होगीइसके अतिरिक्त कोबाल्ट संसाधनों की कमी के कारण निकेल के अनुपात में वृद्धि से कोबाल्ट की मात्रा कम हो जाएगी।
3प्रणाली ऊर्जा घनत्वः बैटरी पैक के समूह की दक्षता में सुधार
बैटरी पैक समूह बैटरी "बंदी शेरों" की क्षमता को परीक्षण करता है एकल कोशिकाओं और मॉड्यूल को व्यवस्थित करने के लिए,और सुरक्षा के आधार पर प्रत्येक इंच स्थान का अधिकतम उपयोग करना आवश्यक है।.