Что такое плотность энергии? Определение и объяснение плотности энергии

Определение в одном предложении

Плотность энергии это количество энергии, запасенной в системе на единицу массы (Втч/кг) или объема (Втч/л), показывающее, сколько энергии может вместить батарея или топливо относительно своего размера или веса.[1]

Подробное объяснение

В аккумуляторных технологиях плотность энергии - это важнейший параметр, определяющий, как долго устройство может работать до необходимости подзарядки или дозаправки. Обычно она измеряется в ватт-часах на килограмм (Wh/kg) для гравиметрической плотности энергии или в ватт-часах на литр (Wh/L) для объемной плотности энергии. Более высокая плотность энергии означает, что больше энергии может быть запасено в более компактном или легком корпусе, что особенно важно для портативной электроники, электромобилей, а также промышленных устройств или устройств "умного дома", занимающих мало места.

Плотность энергии не следует путать с плотность мощностиЭто показатель того, насколько быстро может быть доставлена энергия. Плотность энергии - это как размер бассейна, а плотность мощности - как быстро вы его осушите.[1] Оба важны, но играют разные роли в работе аккумулятора.

Ключевые компоненты и измерение

• Структура батареи: Литий-ионный аккумулятор состоит из анода, катода, сепаратора, электролита и токоприемников. Выбор материалов и конструкции напрямую влияет на плотность энергии батареи.[2]
• Расчет: Плотность энергии рассчитывается как:
  • Гравиметрический: (Емкость аккумулятора в Ач × Номинальное напряжение в В) / Масса аккумулятора в кг
  • Объемный: (Емкость аккумулятора в Ач × Номинальное напряжение в В) / Объем аккумулятора в L
• Отраслевые стандарты: Международные стандарты, такие как ISO 12405 и ISO 23625, определяют процедуры испытаний для измерения плотности энергии литий-ионных батарей, обеспечивая последовательность и безопасность в различных областях применения.

Применение в реальном мире

Аккумуляторы с высокой плотностью энергии необходимы для:

• Устройства для умного дома: Высокая плотность энергии обеспечивает более длительную работу и изящный дизайн - от камер безопасности до умных замков. Например, литиевые батареи Yungbang, изготовленные на заказ, обеспечивают питание умных домашних и портативных устройств, максимально увеличивая время работы при минимальных размерах.
• Промышленное оборудование: В сфере промышленной автоматизации компактные батареи с высокой плотностью энергии позволяют создавать более эффективное, портативное и надежное оборудование.
• Электромобили и портативная электроника: Более высокая плотность энергии позволяет увеличить дальность поездки и время работы устройства между зарядками.

Пример из практики: Компания Yungbang поставляет литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы на заказ для клиентов в более чем 30 странах, поддерживая приложения, требующие высокой плотности энергии для длительной работы и компактных формфакторов. Их батареи сертифицированы по международным стандартам (UL, CE, FCC, UN, PSE, CQC), обеспечивая производительность и безопасность.

Смежные понятия

• Плотность мощности: Измеряет скорость передачи энергии (Вт/кг или Вт/л). Высокая плотность мощности имеет решающее значение для приложений, требующих быстрых всплесков энергии, в то время как высокая плотность энергии является ключевым фактором для длительного энергоснабжения.[3]
• Удельная энергия: Другой термин для обозначения гравиметрической плотности энергии.
• Мощность: Общее количество заряда, которое может выдать аккумулятор, обычно измеряется в ампер-часах (Ач).

Сравнительная таблица:

Источник: Группа "Полиновель

Наглядные пособия

Почему это важно для индивидуальных решений для аккумуляторов

Для предприятий и производителей, особенно в таких секторах, как "умный дом", промышленная автоматизация и бытовая электроника, выбор батарей с нужной плотностью энергии имеет решающее значение для производительности и конкурентоспособности продукции. Опыт компании Yungbang в разработке литиевых батарей на заказ гарантирует, что клиенты получат решения, оптимизированные как по плотности энергии, так и по специфическим требованиям конкретного применения.

Узнайте больше об индивидуальных решениях Yungbang для литиевых батарей →

Ссылки:

1. Как работают литий-ионные аккумуляторы - Министерство энергетики США
2. Визуализация: Внутри литий-ионного аккумулятора - Визуальный капиталист
3. Плотность энергии в сравнении с плотностью мощности - Polinovel Group