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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 化学电源 » 关于锂离子电池和锂硫电池中质量比能的计算
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hasideans

铁虫 (初入文坛)

[求助] 关于锂离子电池和锂硫电池中质量比能的计算 已有2人参与

刚接触电池，有两个小白问题请教一下，希望大家不吝赐教，谢谢~

1. 文献[1]中报道，日产Leaf中锂离子电池的质量比能约为140Wh/kg，请问Wh/kg这里面的质量指的是活性物质还是电池总重量呢？
2. 文献[2-4]中，锂硫电池可逆的质量能量密度都大于800mAh/g,，这里面计算时采用的是硫的质量，如果要换算出电池的质量比能时，是不是应该同时考虑锂硫电池的电压以及硫占活性物质总质量的比例（或者是硫占整个电池重量的比例）？
3. 锂离子电池和锂硫电池的质量比能实际应该有多少呢？

[1] P. G. Bruce, et al. Li-O2 and Li-S batteries with high energy storage [J]. NATURE MATERIALS, 2012, 11: 19-29.
[2] F. G. Sun, et al. Bottom-Up Catalytic Approach towards Nitrogen-Enriched Mesoporous CarbonsSulfur Composites for Superior Li-S Cathodes [J]. SCIENTIFIC REPORTS, 2013, DOI: 10.1038/srep02823.
[3] S.Y. Zheng, et al. High Performance C/S Composite Cathodes with Conventional Carbonate-Based Electrolytes in Li-S Battery [J]. SCIENTIFIC REPORTS, 2014, DOI: 10.1038/srep04842.
[4] Z. W. Seh, et al. Sulphur–TiO2 yolk–shell nanoarchitecture with internal void space for long-cycle lithium–sulphur batteries [J]. NATURE COMMUNICATIONS, 2013, DOI: 10.1038/ncomms2327.
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1楼 2014-08-22 14:06:24
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卡卡贝卡

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
hasideans: 金币+1, ★★★很有帮助 2014-08-23 14:10:52
文献没去看
1.应该是电池总质量吧
2.要说电池的质量比能量当然要算电池的总质量啊
3.锂硫现在普遍300+Wh/kg吧，好多已经说有400+了~
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人生在世，多有不适
2楼2014-08-22 17:03:13
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841805366

木虫 (小有名气)

锂硫新人

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
hasideans: 金币+4, ★★★★★最佳答案 2014-08-23 14:10:42
1. 文献中报道，日产Leaf中锂离子电池的质量比能约为140Wh/kg，请问Wh/kg这里面的质量指的是活性物质还是电池总重量呢？
答：指的是电池总重，包括电池壳、保护电路、正负极和电解液等器件。
2. 文献中，锂硫电池可逆的质量能量密度都大于800mAh/g,，这里面计算时采用的是硫的质量，如果要换算出电池的质量比能时，是不是应该同时考虑锂硫电池的电压以及硫占活性物质总质量的比例（或者是硫占整个电池重量的比例）？
答：不用换算，实际测试的时候只要对电池进行称重，然后电化学测试测出电池的放电容量，用放电容量除以电池重量就可以得到电池的质量比能量。一般文献中都给出的是电芯的比能量或者是单纯正极材料的比能量，参考意义不大。实际中软包电池的比能量是我之前提到的方法测得的。
3. 锂离子电池和锂硫电池的质量比能实际应该有多少呢？
锂离子电池种类繁多，简单说几种比较成熟的锂离子电池质量比能量。钴酸锂的质量比能量200Wh/kg左右，锰酸锂140Wh/kg左右，磷酸铁锂130Wh/kg左右，三元材料的160Wh/kg左右。锂硫电池最大的比能量现在可以做到450Wh/kg左右，但考虑到循环寿命，280-320Wh/kg左右的能量密度是比较适合锂硫电池的。
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以诚感人者，人亦诚以应
3楼2014-08-22 18:07:16
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hasideans

铁虫 (初入文坛)
引用回帖:
2楼: Originally posted by 卡卡贝卡 at 2014-08-22 17:03:13
文献没去看
1.应该是电池总质量吧
2.要说电池的质量比能量当然要算电池的总质量啊
3.锂硫现在普遍300+Wh/kg吧，好多已经说有400+了~

言简意赅，非常感谢！
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4楼2014-08-23 14:09:41
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hasideans

铁虫 (初入文坛)
引用回帖:
3楼: Originally posted by 841805366 at 2014-08-22 18:07:16
1. 文献中报道，日产Leaf中锂离子电池的质量比能约为140Wh/kg，请问Wh/kg这里面的质量指的是活性物质还是电池总重量呢？
答：指的是电池总重，包括电池壳、保护电路、正负极和电解液等器件。
2. 文献中，锂硫电池 ...

谢谢您的回答，非常详细，受用匪浅！
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5楼2014-08-23 14:10:28
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