《鋰電世界》電池的能量是指電池在一定放電條件下對外做功所輸出的電能,其單位通常用瓦時(W.h)表示。
理論能量
假設(shè)電池在放電過程中始終處于平衡狀態(tài),其放電電壓保持電動勢(Ee)的數(shù)值,而且活性物質(zhì)的利用率為100%,即放電容量為理論容量,則在此條件下電池所輸出的能量為理論能量WO,即:也就是可逆電池在恒溫恒壓下所做的最大功。
理論比能量
理論比能量是指單位質(zhì)量或單位體積的電池所給出的能量,也稱為能量密度,常用W·h·kg-1或W·h·L-1表示。比能量也分為理論比能量和實際比能量。
電池的理論質(zhì)量比能量可以根據(jù)正、負極兩種活性物質(zhì)的理論質(zhì)量比容量和電池的電動勢計算出來。如果電解質(zhì)參加電池的成流反應(yīng),還需要加上電解質(zhì)的理論用量。設(shè)正負極活性物質(zhì)的電化當量分別為K、K_(g.A-1.h-1),電池的電動勢為Ee,則電池的理論質(zhì)量比能量(w.h.kg-1)為實際能量是電池放電時實際輸出的能量。它在數(shù)值上等于電池實際容量與電池平均工作電壓的乘積。
由于活性物質(zhì)不可能完全被利用,而且電池的工作電壓永遠小于電動勢,所以電池的實際能量總是小于理論能量。
實際電池的比能量遠低于理論比能量,因為電池中還包含有電解質(zhì)、隔膜、外包裝等,另外對于層狀化合物,由于Li全部從正極材料中脫出會使結(jié)構(gòu)完全塌陷,所以得失電子數(shù)只能在0.5~0.7之間,這樣實際比容量和比能量都低于理論值。