体积比能量

体积比能量，又称体积能量密度，是衡量电池能量与体积之间关系的重要指标。

定义

体积比能量指的是电池所储存的能量与其体积的比例。这一参数通常以瓦特小时/升（W·h/L）为单位进行量化。

研究进展

锂离子电池因其较高的能量密度而被广泛应用于各种领域。然而，为了进一步提升电池的性能，科学家们正在探索新的负极材料，如锡和硅等非碳材料。这些新材料有潜力显著提高电池的质量能量密度，但由于它们在充电过程中的巨大体积膨胀，这极大地影响了电池的体积性能。针对这个问题，研究人员提出了利用碳纳米材料构建富勒烯结构的方法，以缓解非碳负极材料的体积膨胀问题。尽管这种方法已经取得了一定的成功，但在实际应用中，由于碳缓冲网络的构建会导致电极材料密度下降，从而限制了电池的体积性能。因此，如何精准地设计碳笼结构，对于开发高性能负极材料至关重要。天津大学化工学院的杨全红教授及其团队在这方面取得了突破性进展。他们提出的“硫模板法”成功实现了对非碳活性颗粒的石墨烯包覆，有效地控制了石墨烯碳笼结构的尺寸，从而提高了锂离子电池的体积性能。

区别于其他参数

体积比能量与电化学比能量密度和比功率密度有所不同。电化学比能量密度主要关注的是电池活性物质释放出的电量能力，通常以安培小时或毫安时为单位表示。然而，在计算比能量密度时，还需要考虑到电池外壳、隔膜、电解质等非活性部件的重量，这使得比能量密度的实际值有所减少。此外，不同种类的电池在比较时，还应考虑电池的工作电压，因为能量是由电流乘以电压得出的。相比之下，比功率密度则强调电池在短时间内能够提供的能量，这对于一些特定的应用场景非常重要，比如混合动力汽车在起步加速时所需的瞬时高功率输出。在这种情况下，虽然电池的比能量不高，但其比功率密度却很大，此时超级电容器就是一个典型的例子。

重量比能量

重量比能量，即质量能量密度，是评估电池能量与重量之间的比例关系的另一个重要参数。它通常以瓦特小时/千克（W·h/kg）为单位进行测量。

参考资料

体积能量密度(方形).pse-meti.2024-11-01

揭秘锂电池的比容量:如何计算与评估.乾途电池.2024-11-01

电池人一定要懂的“电池能量密度”!(含我国各企业锂电池能量密度现状一览).北极星电力新闻网.2024-11-01