LiPo vs Li-ion -energiatiheys: Wh/kg vs Wh/L Selitetty

Sylinterimäiset Li-ion akutsaavuttaa usein korkeampaasolutason energiatiheys, kunLiPo pussi akutvoi tarjota paremman tilankäytön ohuissa tai mukautetun muotoisissa laitteissa.

OEM-akun hankintaa varten vertaa kolmea mittaria:

• Wh/kg (gravimetrinen energiatiheys):Varastoitu energia kilogrammaa akun massaa kohti.
• Wh/L (tilavuusenergiatiheys):Varastoitu energia litraa akkutilavuutta kohti.
• Asennettu energiatiheys:Koko akun painon ja mittojen sisällä varastoitunut energia.

Keskeinen ostokysymys:Mikä akku tuottaa enemmän käyttökelpoisia wattitunteja tuotteesi painon, tilan ja käyttörajojen rajoissa?

Katso laajemmat erot latauksessa, turvallisuudessa ja käyttöiässäBlumotin Li-polymeeriakku vs litiumioniakkuopas

1. Wh/kg vs Wh/L: Mitä mittaria akun ostajien tulisi vertailla?

Gravimetrinen energiatiheys (Wh/kg) mittaa varastoitunutta energiaa suhteessa akun painoon:
Wh/kg=Nimellisenergia (Wh) ÷ Akun massa (kg)

Volumetrinen energiatiheys (Wh/L) mittaa varastoitunutta energiaa suhteessa käytettyyn tilavuuteen:
Wh/L=Nimellisenergia (Wh) ÷ Akun tilavuus (L)

Nimellisenergia on suunnilleen jännite (V) × kapasiteetti (Ah). [1]
Tarkastellaan kahta hypoteettista 3,7 V:n, 3 000 mAh:n litiumakkukennoa, joista kukin varastoi 11,1 Wh:

A-kenno tuottaa noin 10 % enemmän energiaa kiloa kohden. Solu B varastoi saman energian noin 18 % pienemmällä tilavuudella.

PainoherkilleUAV akku, Solu A voi olla houkuttelevampi. Ohut lääketieteelliseen laitteeseen solu B saattaa sopia paremmin.

Hankintatarkastus:Tarkista, kuvaavatko kunkin toimittajan Wh/kg- ja Wh/L-luvut paljaaa kennoa, suojattua kennoa vai täydellistä akkupakettia. Eri mittausrajojen vertailu tuottaa harhaanjohtavia tuloksia.

2. Miksi LiPo- ja Li-ion-energiatiheysluvut eroavat toisistaan?

Ero tulee siitäelektrodikemia, kennojen rakentaminen ja pakkaus-ei vain LiPo- tai Li-ion-etiketti.

Molemmat tekniikat kuuluvat ladattavien litiumionien perheeseen. kaupallinenLiPo akutkäytetään yleisesti laminoitua pussipakkausta, kun taas18650 ja 21700 Li-ion akutkäytä jäykkiä sylinterimäisiä koteloita.

► Kuinka elektrodimateriaalit vaikuttavat arvoihin Wh/kg ja Wh/L?

Katodimateriaalit, kutenNMC, NCA ja LCO, yhdessä elektrodien kuormituksen, paksuuden ja inaktiivisen materiaalin kanssa määrittävät, kuinka paljon energiaa kenno voi varastoida.

Korkean energian koostumukset, kutenNMC 811voi tukea korkeampaa energiatiheyttä, mutta elektrodien suunnittelu ja käyttövaatimukset vaikuttavat lopputulokseen.

 

► Miten solupakkaukset vaikuttavat energiatiheyteen?

Sylinterimäisessä kennossa on jäykkä metallikotelo. ALiPo pussisolukäyttää kevyempää alumiinilaminoitua pakkausta, mutta saattaa vaatia mekaanista lisätukea ja turvotusta. [3][5]

A mukautettu LiPo-akkuvoi olla enemmän ohutta koteloa kuin sylinterimäistä pakkausta. Tämä parantaa tilankäyttöä, mutta ei automaattisesti tarkoita, että pussikennon sisäinen Wh/L on korkeampi.

Hankintatarkastus:Vertaa tarkkaa kennojen kemiaa, nimellisenergiaa, ulkomittoja ja valmiita pakkauskokoonpanoja - ei pelkästään akkumuotoa.

3. Solutason vs. pakkaustason energiatiheys: mikä numero heijastaa tuotettasi?

Toimittaja lainaa a600 Wh/l litiumionikenno. Tarkoittaako tämä, että valmis akkupakettisi tuottaa 600 Wh/l?

Ei.

Kennovälit, johdotukset, eristys, suojapiirit ja rakenneosat vievät kaikki tilaa. Sama koskee pakkauksen painoa.

Valmis akkukokoonpano:

• Asennettu Wh/L=Pakkauksen kokonaisenergia (Wh) ÷ Koko akkujärjestelmän tilavuus (L)
• Asennettu Wh/kg=Pakkauksen kokonaisenergia (Wh) ÷ Koko akun massa (kg)

► Toimiva esimerkki: Voiko alempi solun Wh/L tuottaa enemmän energiaa samassa tilassa?

Oletetaan, että tuotteessa on a0,10 litran akkutila.

Kahdessa hypoteettisessa mallissa käytetään erilaisia ​​solujen energiatiheyksiä ja pakkausfraktioita.

Design Y -malliin mahtuu noin 4,6 % enemmän nimellisenergiaa, vaikka sen solutaso Wh/L on 20 % pienempi.

Yksinkertaistettu laskelma on:

• Asennettu energia (Wh) ≈ kenno Wh/L × osaston tilavuus (L) × tehokas pakkausosuus

Nämä ovat havainnollistavia oletuksia, ei testattuja tuotearvoja tai vakiopakkaustehokkuuden vertailuarvoja. Todelliset tulokset riippuvat valmiista mekaanisesta ja sähköisestä suunnittelusta.

Tästä syystäsolutason energiatiheysYksin ei voi määrittää parasta akkua niukasti varustetulle laitteelle.

Hankintatarkastus:Pyydä valmis pakkauspiirustus, kootun enimmäismitat, kokonaispaino ja kokonaisnimellisWh. Laske asennettu Wh/L ja Wh/kg näistä luvuista.

4. Mihin LiPo vs Li-ion -energiatiheysarvoihin ostajien tulisi luottaa?

Blumotin vanhempien opas tarjoaa laajangravimetrinen energiatiheysvaihteluvälit noin:

• Perinteinen Li-ion:150-250 Wh/kg
• Litiumpolymeeri (LiPo):100–265 Wh/kg

Nämä vaihteluvälit menevät päällekkäin ja vaihtelevat solukemian ja suunnittelun mukaan.

Muut tekniset vertailut voivat lainata200–270 Wh/kg ja 550–700+ Wh/lvalituille sylinterimäisille litiumionikennoille, vs140-220 Wh/kg ja 300-500 Wh/ltietyille LiPo-pussimalleille. Tällaisia ​​lukuja ei pidä käsitellä yleismaailmallisina luokkamäärityksinä tai suoraan vertailukelpoisina testituloksina.

► Kuinka ostajat voivat tarkistaa toimittajan Wh/kg- tai Wh/L-vaatimuksen?

A lainattu250 Wh/kgtai700 Wh/lon hyödyllinen vain, kun mittausolosuhteet ovat selkeät.

Ennen kuin hyväksyt eritelmän, tarkista:

• Nimellisenergia:Nimelliskapasiteetti (Ah) ja nimellisjännite (V).
• Mittausraja:Paljas kenno, suojattu solu tai valmis pakkaus.
• Fyysiset tiedot:Mitattu massa ja suurimmat ulkomitat.
• Testiolosuhteet:Purkausvirta, lämpötila ja katkaisujännite.
• Tuotantotoleranssi:Tyypillinen arvo vs. taattu minimi.

Esimerkiksi toimittajan, joka vaatii 250 Wh/kg 11,1 Wh:n kennolle, tulisi tuottaa noin 44,4 g:n kennomassa, jos ilmoitetut arvot jakavat saman mittausrajan.

Hankintatarkastus:Laske ilmoitetut Wh/kg ja Wh/L uudelleen. Käytä tuotannon hyväksyntää varten sovittuja vähimmäismäärityksiä ja dokumentoituja hyväksyntätestejä markkinointilukujen sijaan.

 

5. Tarkoittaako korkeampi energiatiheys pidempää akun käyttöaikaa?

Ei välttämättä.

Nimellinen Wh/kgmittaa varastoitunutta energiaa tietyissä luokitusolosuhteissa. Todellinen käyttöaika riippuu siitä, kuinka paljon energiaa akku tuottaa vaaditulla kuormituksella.

 

Sisäinen vastus,jännitteen lasku, käyttölämpötila ja katkaisujännite voivat vähentää käytettävissä olevaa energiaa.

 

Esimerkiksi suurienerginen sylinterimäinen litiumionikenno voi olla parempi kuin pussikenno kohtuullisella purkauksella, kun taaskorkeapurkainen LiPo-akkuvoi ylläpitää käyttökelpoisempaa jännitettä raskaan virrantarpeen aikana. Tulokset riippuvat tietyistä soluista, eivät pelkästään niiden pakkauksesta.

 

vartenpitkän kantaman UAV-akut, robotiikkaa ja muita paljon kuluttavia tuotteita, vertaa:

• Toimitettu energia (Wh)määritetyllä käyttövirralla.
• Jatkuva ja huippupurkauskyky (C-nopeus/A).
• DC sisäinen vastus (mΩ)ja jännitteen lasku.
• Lämpötilan nousu ja pienin käyttöjännite.

Hankintatarkastus:Pyydä toimittajilta purkauskäyrät ja mitattu toimitettu Wh todellisella kuormituksellasi. Suurempi nimellisenergiatiheys ei takaa pidempää käyttöaikaa.

6. Mitä ostajien tulisi sisällyttää LiPo vs Li-ion -energiatiheyden tarjouspyyntöön?

Pyyntö a3,7 V, 3000 mAh akkuei anna tarpeeksi tietoa energiatiheyden vertailuun.

Pyydä vertailukelpoisia ehdotuksia samoilla ehdoilla.

Hyödyllisen toimittajan tarjouksen tulee näyttää molemmatsolutaso Wh/kg/Wh/Ljavalmis pakkaustaso Wh/kg/Wh/L, tarvittaessa.

OEM-projekteissa tämä estää tehokkaan kennomäärittelyn peittämästä tehotonta valmiin akun suunnittelua.