Pontos-chave do projeto de densidade de área da bateria de íons de lítio

Densidade de área （mg/cm ²）： Densidade de área refere-se à massa por unidade de área, que neste caso é (a massa por unidade de área da região ignorando o volume).

Densidade compactada（g/cm ³）： A densidade compactada indica a massa contida em um volume unitário, o que tem muito a ver com as propriedades do próprio material.

Espessura: A espessura total do material e da folha é geralmente expressa em mícrons (μm).

Densidade de área（g/cm ³）= Densidade compactada（mg/cm ²）/Espessura (μm)

Pontos-chave do projeto de densidade de área da bateria de íons de lítio:

Geralmente, ao projetar uma bateria, a capacidade é determinada. Neste momento, o número de camadas e a densidade areal são determinados com base na capacidade em gramas do material e na proporção de substâncias ativas.

Por exemplo, se determinarmos que a densidade bifacial de uma bateria é 30 mg/cm ² e a densidade de compactação é 2,5 g/cm ³ , podemos calcular a sua espessura.

Espessura = Densidade de área / Densidade compactada =30mg.cm ² /2,5 g.cm ³ =120 μm （sem espessura da folha）

A unidade de densidade de área é (mg/cm ² ). Quanto maior a densidade de área, mais materiais ativos ela ocupa na mesma área do eletrodo e maior a densidade de energia da célula da bateria.

Reduzir a densidade de área é a maneira mais eficaz de projetar baterias de alta potência, e aumentar a densidade de área é a maneira mais eficaz de projetar baterias de alta energia. Quanto menor a densidade de área do eletrodo, mais fina será a espessura, o que pode reduzir diretamente a distância de difusão do Li+, e os danos à estrutura do material causados ​​pela inserção e extração cíclica de íons de lítio também são menores.

Figura 1- Desempenho de carregamento rápido de baterias LCO em diferentes densidades de área

Teoricamente, quanto menor a densidade de área, mais benéfico será melhorar o desempenho da taxa. Porém, o projeto de densidade de área também tem um limite inferior, pois quando a densidade de área é pequena até um determinado valor, as partículas grandes da pasta não conseguem passar pela matriz da máquina de revestimento, resultando em arranhões nas partículas, que também terão um impacto negativo na bateria.

Além disso, as baterias não têm apenas requisitos de taxa, mas também requisitos de capacidade. A simples redução da densidade de área aumentará inevitavelmente o número de camadas de eletrodos, e o aumento no número de camadas também aumentará o risco. Para algumas células 3C, a densidade de área é geralmente reduzida para melhorar o desempenho da taxa da bateria. Para baterias de armazenamento de energia, muitos optarão por aumentar a densidade de área e aumentar a densidade de energia da célula da bateria.