면밀도(mg/cm2):면밀도는 단위 면적당 질량을 나타내며, 이 경우 (부피를 무시한 영역의 단위 면적당 질량)입니다.
압축밀도(g/cm3):압축밀도는 단위 부피에 포함된 질량을 나타내며, 이는 재료 자체의 속성과 많은 관련이 있습니다.
두께:재료와 호일의 총 두께는 일반적으로 미크론(μm)으로 표시됩니다.
면밀도(g/cm3)= 압축밀도(mg/cm2)/ 두께(μm)
리튬 이온 배터리 면밀도 설계의 핵심 사항:
일반적으로 배터리를 설계할 때 용량이 결정됩니다. 이때 재료의 그램 용량과 활성 물질의 비율에 따라 층 수와 면적 밀도가 결정됩니다.
예를 들어, 배터리의 양면 밀도가 30mg/cm2라고 결정하면2그리고 압축 밀도는 2.5g/cm3입니다.3, 우리는 그 두께를 계산할 수 있습니다.
두께=면밀도 / 압축밀도 =30mg.cm2/2.5g·cm3=120 μm (호일 두께 없음)
면밀도의 단위는 (mg/cm2)입니다.2). 면적 밀도가 높을수록 전극의 동일 면적에 차지하는 활성 물질의 양이 많아지고 배터리 셀의 에너지 밀도가 높아집니다.
면밀도를 줄이는 것은 고속 배터리를 설계하는 가장 효과적인 방법이고, 면밀도를 높이는 것은 고에너지 배터리를 설계하는 가장 효과적인 방법입니다. 전극의 면밀도가 작을수록 두께가 얇아져 Li+의 확산 거리를 직접 줄일 수 있으며, 리튬 이온의 순환 삽입 및 추출로 인한 재료 구조의 손상도 작습니다.
그림 1- 다양한 면밀도에서 LCO 배터리의 빠른 충전 성능
이론적으로, 면 밀도가 작을수록 속도 성능을 개선하는 데 더 유익합니다. 그러나 면 밀도 설계에는 또한 하한이 있습니다. 면 밀도가 특정 값까지 작을 때 슬러리의 큰 입자가 코팅 기계의 다이를 통과할 수 없어 입자 스크래치가 발생하여 배터리에 부정적인 영향을 미치기 때문입니다.
또한 배터리에는 속도 요구 사항뿐만 아니라 용량 요구 사항도 있습니다. 단순히 면 밀도를 줄이면 필연적으로 전극 층 수가 증가하고 층 수가 증가하면 위험도 증가합니다. 일부 3C 셀의 경우 면 밀도는 일반적으로 배터리의 속도 성능을 개선하기 위해 감소합니다. 에너지 저장 배터리의 경우 많은 사람들이 면 밀도를 높이고 배터리 셀의 에너지 밀도를 높이는 것을 선택합니다.
