一、摆脱不掉的电解液
根据上面的解释,我们可以知道,电池很难在能量密度上超过燃料,不过似乎也能达到燃料的一半到1/4的水平。然而现实中电池的能量密度往往只有燃料的1%不到。不信请看数据。
能量密度比较——汽油:46.4MJ/Kg;锂43.1MJ/Kg;锂电池(不能充电)1.8MJ/Kg;锂离子电池0.36~0.875MJ/Kg。
其实汽油与锂的能量密度还真没差多大。但从锂到锂电池再到锂离子电池,这中间究竟发生了什么??
原因很明显,锂或者锂离子电池里面不光是金属锂,还有别的水货。
我查到了这么一个估算电池里面锂含量的公式:m=0.3*Ah.用人话说,把电池容量(安时)乘以30%就能算出电池中的锂含量(克)。
对于赫赫有名的18650(手机、笔记本、特斯拉都在用)电池来说,其重量在42g左右,标称容量在2200mAh左右,于是其锂含量为2200/1000*0.3=0.66g,大概是总重量的1.5%。
原来如此啊!如此一来我们只要提升电池中的锂含量就能提高能量密度了。
真要这么简单就好了。我们先来看看锂电池除了锂还有啥。
别走啊!!图看不懂可以听我归纳嘛。
一般而言电池的四个部件非常关键:正极(放电为阴极),负极(放电为阳极),电解质,膈膜。正负极是发生化学反应的地方,重要地位可以理解。但是电解质有啥么用处??不做功还很占重量。接着看图。
上图非常好地显示了电池充放电时的过程。这里先只说放电:电池内部,金属锂在负极失去电子被氧化,成为锂离子,通过电解质向正极转移;正极材料得到电子被还原,被正极过来的锂离子中和。电解质的理想作用,是运送且仅运送锂离子。电池外部,电子从负极通过外界电路转移到正极,中间进行做功。理想情况下,电解质应该是好的锂离子的载体,但绝不能是好的电子载体。因此在没有外界电路时,电子无法在电池内部从负极转移到正极;只有存在外界电路时,电子转移才能进行。