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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 » 关于电池比能量的计算
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yanggaoliang

金虫 (小有名气)

[求助] 关于电池比能量的计算 已有2人参与

如题，就拿铅酸电池来说吧，在实际应用中有30~40Wh/kg，但这个比能量是怎么来的呢，是计算的还是测量出来的，如果是计算的，具体公式是什么？我查了一下相关资料，有人说锂电池的比能量等于比容量乘上平均电压（or平台电压），那铅酸电池的那个电压又是什么呢?是它的工作电压2V吗？还有一个问题就是我们常说的能量密度和比能量是同一个概念吗？希望各位大神能为小弟解答疑问，如果金币不够的话，可以追加，只希望能搞清楚这个问题！谢谢。
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1楼 2014-10-05 18:30:40
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suchscience

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
能量密度和比能量的意思基本差不多，确切的讲应该说明是体积能量密度(体积比能量)还是质量能量密度(质量比能量)，不过一般是指质量能量密度。
以质量能量密度为例，它与质量比容量的联系就是电压，能量密度等于比容量与电压的积分。理论值计算相对简单，如楼主说的，放电平台电压(理论放电电压)乘以理论容量。
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2楼2014-10-06 09:49:36
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ylp_dx168

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
yanggaoliang: 金币+10, ★★★很有帮助, 非常感谢 2014-10-08 15:01:11
基本如楼上所说。能量密度的计算，准确讲，应该是电压对比容量的积分，不过也可以根据放电中压乘以容量计算。但是你所提到的铅酸电池的比能量，它是电池的能量除以电池的质量，而不是除以电极材料的质量。
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3楼2014-10-06 11:09:03
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yanggaoliang

金虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by suchscience at 2014-10-06 09:49:36
能量密度和比能量的意思基本差不多，确切的讲应该说明是体积能量密度(体积比能量)还是质量能量密度(质量比能量)，不过一般是指质量能量密度。
以质量能量密度为例，它与质量比容量的联系就是电压，能量密度等于比容 ...

非常感谢您的回复，还想请教一下，如果电池的放电容量为90mAh/g，工作电压为2V的话，那把它们相乘，这样得到的值貌似就很大了啊！如果不是这样的话，那在实际应用中电池的比能量一般是怎么算的呢？
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4楼2014-10-06 12:24:04
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yanggaoliang

金虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by ylp_dx168 at 2014-10-06 11:09:03
基本如楼上所说。能量密度的计算，准确讲，应该是电压对比容量的积分，不过也可以根据放电中压乘以容量计算。但是你所提到的铅酸电池的比能量，它是电池的能量除以电池的质量，而不是除以电极材料的质量。

非常感谢您的回复，如果我现在测得的单体铅酸电池的容量为90mAh/g，这个容量是根据负极活性物质的质量算得的，那如果我想计算整个电池的比能量该如何计算呢？是用测得的容量除以整个电池的质量然后再乘以放电中压吗？
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5楼2014-10-06 12:29:48
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ylp_dx168

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
yanggaoliang: 金币+10, ★★★很有帮助, 谢谢 2014-10-07 11:45:12
比能量是什么意思呢？能量除以质量（wh/kg）。你先求整个电池的能量（Wh），再除以质量（kg）。怎么感觉你的概念总是理不清呢。电池的容量单位是mAh，不是mAh/g。容量乘以放电中压，或者是在放电曲线中，用电压对容量积分，origin可以很简单实现计算，得到电池的能量，Wh，然后能量除以电池的整体质量（kg），包括正负极材料，集流体，电解液，电池外壳质量等。
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6楼2014-10-07 08:02:35
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suchscience

木虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by yanggaoliang at 2014-10-06 12:24:04
非常感谢您的回复，还想请教一下，如果电池的放电容量为90mAh/g，工作电压为2V的话，那把它们相乘，这样得到的值貌似就很大了啊！如果不是这样的话，那在实际应用中电池的比能量一般是怎么算的呢？...

楼主说的对啊，电池的放电容量乘以工作电压大致等于电池的比能量，严格的是用积分。
不过楼主看数据的时候要分清楚是电池的比能量还是电极材料的比能量，二者是不一样的。区别就是分母是整个电池电池的质量还是仅仅电极材料的质量，显然后者比前者大的多。
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7楼2014-10-07 12:33:24
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teclover

铜虫 (正式写手)
质量比容量等于1000n/3.6M  mAh/g

乘以平均电压就是能量密度单位Wh/g

[ 发自小木虫客户端 ]
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追求卓越
8楼2014-10-09 09:06:57
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