Định nghĩa điện hóa học
Nguồn điện hoặc pin điện hóa được nghiên cứu theo chủ đề liên ngành của Điện hóa học giải quyết các phản ứng xảy ra tại giao diện của chất dẫn điện tử (vật liệu hoạt động) và chất dẫn điện ion (chất điện phân), sản xuất năng lượng điện từ các tế bào hóa học (hoặc chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện) và phản ứng ngược của nó trong đó các tế bào điện phân được sử dụng để biến đổi hóa học.
Nguồn điện hóa học (Pin)
Quá trình chuyển đổi năng lượng trong pin dựa trên phản ứng oxy hóa-khử (phản ứng oxy hóa khử). Các tế bào được phân loại thành tế bào điện phân và tế bào điện hóa. Ví dụ cho các tế bào điện phân là các tế bào được sử dụng để chiết xuất kim loại như nhôm, magiê, v.v. và pin khi được sạc. Tế bào Galvanic hoặc pin có khả năng cung cấp dòng điện cho chúng ta trái ngược với các tế bào điện phân, chúng ta phải truyền dòng điện để phản ứng xảy ra.
Quá trình oxy hóa đơn giản có nghĩa là sự loại bỏ điện tử / điện tử (từ cực dương trong phản ứng phóng điện) và quá trình khử là quá trình thêm các điện tử này vào điện cực khác (cực âm) thông qua một mạch bên ngoài, chất điện phân dẫn điện ion là môi trường chuyển ion bên trong. tế bào. Trong quá trình phóng điện của tế bào, các điện tử đi từ cực dương (bản âm) sang cực âm (bản cực dương) thông qua một mạch bên ngoài và các dòng ion bên trong tế bào để chuyển hóa năng lượng thành điện năng.
Ví dụ điển hình cho cực dương là:
Li → Li + + e –
Pb → Pb 2+ + 2e –
Zn → Zn 2+ + 2e –
Ví dụ về cực âm là:
PbO 2 ⇄ Pb 2+ + 2e – (Pin axit chì)
LiFePO 4 (pin Li-sắt sunphat)
NiOOH + 2e – ⇄ Ni (OH) 2 (pin Ni-cadimi)
Cl 2 + 2e ⇄ 2Cl – (Pin kẽm-clo)
Br 2 + 2e ⇄ 2Br – (Pin kẽm-Brom)
Tế bào sơ cấp và thứ cấp - điện hóa học
Tế bào là một đơn vị độc lập của hệ thống điện. Khi nhiều hơn một ô được kết nối theo kiểu nối tiếp hoặc song song, cách sắp xếp này được gọi là pin. Các thành phần thiết yếu của một tế bào là điện cực dương hoặc tấm (cực âm), điện cực âm hoặc tấm (cực dương), chất điện phân và các thành phần không hoạt động khác như thùng chứa, dải phân cách, các bộ phận nhỏ như thanh cái, trụ cột, trụ đầu cuối, v.v.
Tế bào Galvanic được phân loại thành tế bào sơ cấp và thứ cấp (hoặc có thể sạc lại hoặc lưu trữ). Trong các tế bào sơ cấp, các phản ứng không thể đảo ngược khi quá trình phóng điện đã kết thúc do cạn kiệt các vật liệu hoạt động, trong khi trong các tế bào thứ cấp , các vật liệu hoạt động có thể được đưa trở lại trạng thái trước đó bằng cách truyền dòng điện vào tế bào trong theo hướng ngược lại.
Các ví dụ quen thuộc về các tế bào chính là các tế bào được sử dụng trong đồng hồ đeo tay, đèn pin điện và nhiều điều khiển như điều khiển từ xa TV và điều khiển từ xa AC. Pin axit-chì phổ biến được sử dụng để khởi động ô tô và bộ biến tần / UPS và các tế bào Ni-Cd, Ni-MH và Li-ion là những ví dụ cho pin phụ. Pin nhiên liệu khác với pin (chính) ở chỗ các thành phần phản ứng được nạp từ bên ngoài, giống như sự sẵn có của cùng một bên trong pin.
Tiềm năng của điện cực (nửa tế bào) và điện thế của tế bào và Thực thể không phụ thuộc vào khối lượng của tế bào điện:
Điện thế (hiệu điện thế) của điện cực là một tính chất điện hóa cơ bản và giá trị của nó không phụ thuộc vào số lượng của vật liệu làm điện cực. Về mặt nhiệt động lực học, nó là một thuộc tính chuyên sâu chống lại công suất (là một thuộc tính mở rộng) của một điện cực phụ thuộc vào khối lượng của vật liệu hoạt động mà nó chứa.
Hiệu điện thế của một tế bào là sự kết hợp của hai giá trị thế điện cực hoặc hiệu điện thế của cực dương (điện cực âm hoặc bản cực) và cực âm (bản hoặc điện cực dương). Giá trị điện thế của các điện cực âm luôn âm (nằm dưới 0 vôn trong dòng EMF, Xem sách giáo khoa hoặc sổ tay tiêu chuẩn). Vôn không đề cập đến thế điện cực tiêu chuẩn của điện cực hydro (SHE).
Vật liệu làm điện cực âm luôn là kim loại hoặc hợp kim, với một vài ngoại lệ như carbon và hydro, là vật liệu hoạt động âm trong các tế bào Ni-MH và Ni-H2. Các cực âm có điện thế dương và chúng chủ yếu là ôxit, halogenua, sunfua, v.v., ngoại trừ ôxy hoạt động như vật liệu hoạt động cực âm trong các tế bào kim loại-không khí. Cần có một chất điện phân để dẫn các ion bên trong tế bào.
Hiệu điện thế là động lực của dòng điện. Nó là sự kết hợp (hiệu đại số) của hai giá trị của điện thế dương và âm. Điện áp có thể được ví như chiều cao của một bể nước hoặc mực nước trong bể và dòng điện đến đường kính của đường ống đi ra từ bể. Mực nước trong bể càng cao thì nước chảy ra càng nhanh. Tương tự, đường kính của ống càng cao thì lượng nước thoát ra càng nhiều.
Làm thế nào để xác định điện áp của một tế bào?
Điện áp tế bào có thể được xác định từ hai giá trị thế điện cực hoặc nó có thể được tính bằng cách sử dụng phương trình Gibbs và năng lượng hình thành tự do Gibbs tiêu chuẩn (Δ f G ˚). Năng lượng hình thành tự do Gibbs tiêu chuẩn của một hợp chất là sự thay đổi năng lượng tự do Gibbs đi kèm với sự hình thành 1 mole của một chất ở trạng thái chuẩn từ các nguyên tố cấu thành của nó ở trạng thái chuẩn của chúng (dạng ổn định nhất của nguyên tố ở áp suất 1 bar và nhiệt độ xác định, thường là 298,15 K hoặc 25 ° C).
Năng lượng miễn phí Gibbs (G)
Trong nhiệt động lực học, năng lượng tự do Gibbs là đại lượng đo công có thể được chiết xuất từ một hệ thống và trong trường hợp pin, công được thực hiện bằng cách giải phóng các ion ở một điện cực (cực dương) sau đó là sự chuyển động sang điện cực kia (cực âm). Sự thay đổi năng lượng chủ yếu bằng công, và trong trường hợp tế bào điện, công được thực hiện thông qua chuyển động của các ion do tương tác hóa học giữa các chất phản ứng để tạo ra sản phẩm. Do đó, năng lượng được cho dưới dạng Δ G , sự thay đổi năng lượng tự do của Gibb , đại diện cho lượng năng lượng hóa học lớn nhất có thể thu được trong quá trình chuyển đổi năng lượng.
Bất cứ khi nào phản ứng xảy ra, năng lượng tự do của hệ có sự thay đổi :
∆G = – nFE °
trong đó F = hằng số được gọi là Faraday (96,485 C hoặc 26,8 Ah)
n = số electron tham gia phản ứng cân bằng
E ° = điện thế tiêu chuẩn, V.
Các giá trị của ∆G có thể được tính từ ba giá trị còn lại là n, F và E.
Điện áp tế bào của một tế bào điện có thể được tính toán từ biểu thức
ΔG ° = ΣΔG ° f sản phẩm – ΣΔG ° f chất phản ứng
Năng lượng tự do theo mol tiêu chuẩn của quá trình hình thành có thể được lấy từ các sách văn bản tiêu chuẩn [Hans Bode, Pin axit-chì, John Wiley, New York, 1977, tr.366].
PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4 ⇄ 2PbSO 4 + 2H 2 O
ΔG ° = ΣΔG ° f sản phẩm – ΣΔG ° f chất phản ứng
∆Gº = [2 ( – 193. 89 ) + 2 ( – 56. 69 ) ] – [( – 52. 34 ) + 0 – 2 ( – 177. 34 ) ]
= – 94 . 14 kcal / mol
= – 94 . 14 kcal / mol × 4 . 184 kJ / mol
= – 393 . 88 kJ / mol
Eº = – Δ Gº / nF
= – ( – 393. 88 × 1000 ) / 2 × 96485
= 2 . 04 V
Phần năng lượng tự do tăng tương ứng bằng công suất điện thực hiện trên hệ. Kể từ đây,
−ΔG = nFE hoặc ΔG = −nFE và ΔGº = −nFEº.
Điện áp tế bào từ các điện thế điện cực
Sự kết hợp của hai thế điện cực sẽ tạo ra hiệu điện thế tế bào:
Tế bào E = E cực âm hoặc điện cực dương – E cực dương hoặc điện cực âm
Hoặc E ô = E PP – E NP
Theo các công ước của Liên minh Hóa học Ứng dụng và Tinh khiết Quốc tế (IUPAC) năm 1953 và 1968, một tế bào galvanic được viết theo cách sao cho điện cực bên phải (RHE) là điện cực dương trong đó giảm xảy ra và điện cực bên trái là điện cực âm, trong đó quá trình oxy hóa xảy ra và các electron di chuyển từ trái sang phải [ McNicol BD; Rand, DAJ ở McNicol BD; Rand, DAJ (ed.) Nguồn điện cho xe điện, Chương 4, Elsevier, Amsterdam, 1984 ] . RHE là cực âm và LHE là cực dương
E ô = E RHE – E LHE
Các giá trị cho thế điện cực có thể lấy từ Sách giáo khoa và Sổ tay.
Điện áp tế bào từ các điện thế điện cực cho tế bào axit chì
Tế bào E = E cực âm hoặc điện cực dương – E cực dương hoặc điện cực âm
LHE Pb½H 2 SO 4 ½H 2 SO4½PbO 2 RHE
RHE là cực âm E ° Rev = 1,69 V đối với Pb 4 + + 2e ⇄ Pb 2+ và
Cực dương LHE E ° Rev = −0,358 V đối với Pb º – 2e _ Pb 2+
Ô E = 1,69 – ( -0,358 ) = 2,048 V.
Điện áp tế bào từ các thế điện cực cho Tế bào Ni-Cd
RHE Cd | KOH | KOH | NiOOH LHE
LHE E ° Rev = 0,49 đối với NiOOH + 2e ⇄Ni (OH)
RHE E ° Rev = – 0,828 V cho Cd ⇄ Cd 2+ + 2e
Ô E = 0 . 49 V – ( – 0. 828 ) = 1 . 318 V
E ° Rev của điện cực niken trong điều kiện tiêu chuẩn là 0,49 V. E ° Rev của điện cực MH phụ thuộc vào áp suất riêng phần của vật liệu tạo hyđrua, theo
2MH ⇄ 2M + H 2 ↑
Áp suất hydro riêng phần ưu tiên của điện cực MH có bậc là 0,01 bar, E ° Rev thường nằm trong khoảng –0,930 đến –0,860 V. Vì vậy
Ô E = 0 . 49 V – ( – 0. 89 ) = 1 . 3 V.
Điện áp tế bào từ các thế điện cực đối với tế bào Li-ion của Hóa học LCO
RHE C | LiPF 6 trong DMC + DEC + PC | LiCoO 2 LHE
RHE E ° Rev = 0,1 V (so với kim loại Li) đối với LiC 6 ⇄ xLi + + xe + C 6
LHE E ° Rev = 3,8 V (so với kim loại Li) đối với phóng điện Li 1-x CoO 2 + xe → LiCoO 2
Tổng phản ứng là C 6 + LiCoO 2 ⇄Li x C 6 + Li 1-x CoO 2
Ô E = 3,8 – (0,1) = 3,7 V.
Điện áp tế bào từ các thế điện cực đối với tế bào Li-ion của hóa học LiFePO4
RHE C | LiPF 6 hoặc LiODFB trong (EC + EMC + DEC) | LiFePO 4 LHE
RHE E ° Rev = 0,1 V (so với kim loại Li) đối với LiC 6 ⇄ xLi + + xe + C 6
LHE E ° Rev = 3,5 V (so với kim loại Li) đối với FePO 4 + xe + xLi + = Xả → xLiFePO 4 + (1-x) FePO 4
LIODFB = Borat liti difluoro (oxalato)
Tổng phản ứng LiFePO 4 + 6C → LiC 6 + FePO 4
Ô E = 3,3 – (0,1) = 3,2 V
Các đại lượng phụ thuộc vào khối lượng của tế bào điện: Dòng điện, công suất và năng lượng
Công suất được cho bằng đơn vị watt và yếu tố thời gian không liên quan đến công suất.
P = W = V * A
Năng lượng đề cập đến năng lượng được sử dụng trong một khoảng thời gian và do đó, đơn vị liên quan đến giờ.
Năng lượng 1 W. giây = 1 Joule
Năng lượng = Wh = W * h = V * A * h = 3600 jun.
1 kWh = 1000 Wh.
Công suất là lượng điện (Ah) mà pin có thể cung cấp.
Nếu đưa ra bất kỳ hai giá trị nào tính bằng Wh hoặc kWh, thì giá trị còn lại có thể được tính (Wh = VAh).
850 Wh của pin 12 V có thể cung cấp 850 Wh / 12 V = 71 Ah. Khoảng thời gian mà 71 Ah này có thể được rút ra không chỉ phụ thuộc vào dòng điện, mà còn phụ thuộc vào loại hóa học. Ví dụ, pin Li-ion, có thể cung cấp 70 A trong 1 giờ. Nhưng ngược lại, pin axit-chì có thể chịu được 1 giờ nếu dòng phóng điện là 35 A. Tuy nhiên, pin VRLA chỉ có thể cung cấp 70A trong khoảng dưới 40 phút một chút.
Công suất được phân phối bởi một tế bào Li-ion ở 70 A = 70 A * 3,6 V = 252 W.
Nhưng công suất được cung cấp bởi một tế bào axit chì ở 70 A = 70 A * 1,9 V = 133 W.
Người ta có thể thấy rằng tế bào Li-ion có thể cung cấp nhiều công suất hơn trên cơ sở mỗi tế bào cho cùng một dòng điện.
Tương tự, năng lượng được cung cấp bởi một tế bào Li-ion ở 70 A = 70 A * 3,6 V * 1h = 252 Wh.
Nhưng năng lượng được cung cấp bởi một tế bào axit-chì VR ở 70 A = 70 A * 1,9 V * 0,66 h = 88 Wh.
Chúng ta có thể thấy rằng tế bào Li-ion có thể cung cấp nhiều năng lượng hơn trên cơ sở mỗi tế bào cho cùng một dòng điện
Dung lượng cụ thể là Ah trên một đơn vị trọng lượng (Ah / kg hoặc mAh / g).
Năng lượng riêng là Wh trên một đơn vị trọng lượng (Wh / kg).
Mật độ năng lượng là Wh trên một đơn vị thể tích (Wh / lít).
Ghi chú:
Thuật ngữ mật độ năng lượng trọng trường đã được thay thế bằng năng lượng cụ thể và mật độ năng lượng thể tích bằng mật độ năng lượng
Điện hóa học - Công suất riêng lý thuyết và Năng lượng riêng lý thuyết của vật liệu hoạt động điện cực
Đơn vị của điện là coulomb, là 1 ampe giây (As). Hằng số Faraday (F) dùng để chỉ lượng điện tích được mang bởi 1 mol electron. Vì 1 electron có điện tích 1,602 x 10 – 19 coulombs (C) nên một mol electron cần có điện tích 96485 C / mol.
1 F = 1 (6,02214 * 10 23 ) * (1,60218 * 10 -19 C) = 96485 C (tức là 96485 C / mol).
6,02214 * 10 23 là số Avogadro (hằng số Avogadro), được định nghĩa là số nguyên tử, mol hoặc ion trong một mol chất đó. Nó hữu ích trong việc liên hệ khối lượng của một chất với số lượng các hạt trong chất đó. Do đó, 0,2 mol chất bất kỳ sẽ chứa 0,2 * số hạt Avogadro. Điện tích trên một electron dựa trên các thí nghiệm hiện đại là 1,60217653 x 10 -19 coulombs trên mỗi electron. Nếu bạn chia điện tích trên một mol electron cho điện tích trên một electron duy nhất, bạn sẽ nhận được giá trị của số Avogadro là 6,02214154 x 10 23 hạt trên mỗi mol [ https://www.scientificamerican.com/article/how-was-avogadros -số / ].
1 F 96485 C / mol = 96485 As / 60 * 60 s = 26,8014 Ah / mol
Công suất cụ thể và năng lượng cụ thể cho tế bào axit-chì
Khối lượng phân tử hoặc khối lượng nguyên tử tính bằng gam chia cho số electron tham gia phản ứng sẽ cho ra đương lượng gam của vật liệu tương ứng. Một gam tương đương sẽ cung cấp 96.485 coulombs (hầu hết các tác giả làm tròn nó thành 96.500 C), tương đương với 26,8014 Ah.
207,2 g kim loại chì có thể được ứng với điện 2F = 2 × 26 . 8014 Ah = 53,603 Ah. (Cho phản ứng: Pb → Pb 2+ + 2e – ).
Do đó, lượng vật chất hoạt động âm (NAM) trong một tế bào axit chì cần thiết cho 1 Ah (được gọi là mật độ dung lượng ) = 207,2 / 53 . 603 = 3,866 g / Ah [ Bode, Hans, Ắc quy axit chì, John Wiley, New York, 1977, tr.292 .].
Nghịch đảo của mật độ dung lượng được gọi là công suất riêng
Công suất cụ thể = nF / Trọng lượng phân tử hoặc trọng lượng nguyên tử. (n = Số electron tham gia phản ứng).
Công suất cụ thể của vật liệu hoạt động tiêu cực
Dung lượng riêng của chất hoạt động âm (NAM), Pb = 56,3 / 207,2 = 0,259 mAh / g = 259 Ah / kg. Giá trị này nhân với thế năng cân bằng tế bào là Năng lượng riêng theo lý thuyết . Năng lượng riêng lý thuyết của chì NAM = 259 * 2,04 V = 528,36 Wh / kg
Năng lực cụ thể của vật liệu hoạt động tích cực (PAM)
Tương tự, lượng vật liệu hoạt động tích cực trong ô axit chì cần thiết cho 1 Ah (được gọi là mật độ dung lượng ) = 239,2 / 53 . 603 = 4,46 g / Ah.
Dung lượng riêng của chất hoạt động tích cực (PAM), PbO 2 = 56,3 / 239 = 0,224 mAh / g = 224 Ah / kg. Lý thuyết Năng lượng riêng của chì điôxít PAM = 224 * 2,04 V = 456,96 Wh / kg.
Tế bào Ion Lithium
Công suất cụ thể và năng lượng cụ thể cho cực dương cacbon tế bào Li-ion
Công suất riêng của LiC 6 = xF / n * Khối lượng phân tử
= 1 * 26,8 / 1 * 72 mAh / g (Tính theo phân tử 72 g C là cần thiết cho 1
số mol của Li lưu trữ để tạo thành LiC 6. Vì Li có sẵn từ LCO catot nên khối lượng của nó không được tính đến tổng khối lượng anot. Chỉ có carbon được xem xét. X = 1; 100% xen kẽ của Li + )
= 0,372 Ah / g
= 372 mAh / g = 372 Ah / kg
Năng lượng riêng LiC 6 = 372 * 3,7 V
= 1376 Wh / kg
Công suất cụ thể và năng lượng cụ thể cho LiCoO2 (LCO)
Dung lượng cụ thể LiCoO 2
= 0,5 Li + + 0,5 e + Li 0,5 CoO 2 (x = 0,5, 50% xen kẽ của Li + )
= xF / n * Mol Wt
= 0,5 * 26,8 / 1 * 98 Li = 6,94 Co = 58,93 2 O = 32
= 13,4 / 98 Ah / g = 0,1368 Ah / kg
= 137 mAh / g = 137 Ah / kg.
Năng lượng riêng của LiCoO 2 = 137 * 3,7 V = 507 Wh / kg (x = 0,5, 50% xen kẽ của Li + )
Nếu lấy giá trị x là 1 , dung lượng cụ thể sẽ tăng gấp đôi, 137 * 2 = 274 mAh / g = 274 Ah / kg
Năng lượng riêng của LiCoO 2 = 274 * 3,7 V (x = 1. Toàn bộ (100%) xen kẽ của Li + )
= 1013 Wh / kg
Công suất cụ thể và năng lượng cụ thể cho LiFePO4
Công suất cụ thể của LiFePO 4
= xF / n * Mol Wt
= 26,8 / 157,75 = 169,9 mAh / g = 170 mAh / g = 170 Ah / kg
Năng lượng riêng của LiFePO 4 = 170 * 3.2 V = 544 Wh / kg
Điện hóa học - Năng lượng cụ thể lý thuyết của tế bào
Năng lượng riêng cực đại thu được từ nguồn điện hóa học được cho bởi:
Năng lượng riêng lý thuyết = 26 . 8015 × ( nE / Σmoles ) Wh / kg trong đó n và E có ký hiệu thông thường; n , số electron tham gia phản ứng và E , hiệu điện thế của tế bào.
Ghi chú
- Số mol S là tổng của tất cả các chất phản ứng và người ta không cần lo lắng về các sản phẩm
- Vì đơn vị được tính bằng Wh / kg (còn được viết là Wh kg -1 ), nên tổng trọng lượng sẽ được tính theo đơn vị kg.
Tế bào axit-chì năng lượng cụ thể
Một ví dụ quen thuộc sẽ được lấy để tính năng lượng riêng theo lý thuyết.
Đầu tiên ta phải viết phản ứng và tính giá trị mol của các chất phản ứng. Chúng tôi không cần phải lo lắng về các sản phẩm. Đối với pin axit-chì, phản ứng xảy ra là:
PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4 ⇄ 2PbSO 4 + 2H 2 O Eº = 2,04 V.
Σmoles = 239 +207+ 2 * 98 tính bằng g
= 0,642 kg
Năng lượng cụ thể lý thuyết = 26 . 8 × ( nE / Σmoles) Wh / kg
= 26,8 * (2 * 2,04 / 0,642) Wh / kg
= 26,8015 * (6,351) Wh / kg
= 170,3 Wh / kg.
Theo Tobias Placke [ J Solid State Electrochem (2017) 21: 1939 – 1964 ], năng lượng riêng cũng có thể được tính toán như sau cho pin axit chì:
Năng lượng cụ thể của một tế bào =
= 1 [1 / (224 * 2.04) + 1 / (259 * 2.04) + 1 / (273 * 2.04)]
= 1 [(1/457) + (1/528) + (1/557)]
= 1 / (0,002188 + 0,001893 + 0,001796)
= 1 / 0,005877
= 170 Wh / kg
Năng lượng riêng của tế bào Ni-Cd
2NiOOH + Cd ⇄ 2Ni (OH) 2 + Cd (OH) 2 Eº = 1,33 V
Năng lượng cụ thể lý thuyết = 26 . 8 × ( nE / Σmoles) Wh / kg
= 26,8 * (2 * 1,33 / 0,296) Wh / kg
= 26,8015 * (8,9865) Wh / kg
= 240,8 Wh / kg
Chất điện ly KOH trong nước trong các tế bào kiềm này không tham gia vào phản ứng tế bào và
do đó không được xem xét trong khi tính toán các giá trị năng lượng cụ thể. Nhưng, một số tác giả
muốn bao gồm trọng lượng của nước trong tính toán.
Khi đó, con số về năng lượng riêng sẽ giảm xuống còn 214,8 Wh / kg nếu thay Σ mol bằng
0.332. Kết quả sẽ là 214 . 8 Wh / kg .
Năng lượng riêng của tế bào LiFePO4
(x = 1. 100% xen kẽ)
= 26 . 8015 × ( nE / Σmoles) Wh / kg
= 26,8 [(1 * 3,2) / (72 + 157,75) LiFePO4 + 6C + không Li
= 26,8 [(1 * 3,2) / (229,75)] = 26,8 * 0,013928
= 0,37329 Wh / g
= 373 Wh / kg
Năng lượng riêng của tế bào LCO
(x = 1; 100% xen kẽ)
= 26 . 8015 × Wh / kg 169,87
= 26,8 [(1 * 3,7) / (72 + 97,87)] LiCoO 2 + 6C + không Li
= 26,8 * [(3,7) / (169,87)]
= 26,8 * 0,02178
= 0,58377 Wh / g
= 584 Wh / kg
Nếu x = 0,5 (50% xen phủ của các ion Li), chúng ta phải thay 26,8 bằng một nửa giá trị này, tức là 13,4. Kết quả sẽ là 584/2 = 292 Wh / kg .
Năng lượng cụ thể thực tế (thực tế) của tế bào / pin
https://pushevs.com/2015/11/04/gs-yuasa-improved-cells-lev50-vs-lev50n/
Thời gian thực Năng lượng cụ thể của pin = (Điện áp trung bình * Ah) / (Khối lượng của pin)
= (3,7 V * 50 Ah 1 ) / 1,7 kg (ô đơn Yuasa LEV50)
= 185 /1,7
= 108,8 Wh / kg
= (14,8 * 50) / 7,5 (pin Yuasa LEV50-4)
= 98,7 Wh / kg
Mật độ năng lượng thời gian thực của pin = Wh / Thể tích = 17,1 * 4,4 * 11,5 = 865 cc
= 185 / 0,865 = 214 Wh / lít
= Wh / Thể tích = 17,5 * 19,4 * 11,6 = 3938 cc = 3,94 lít
= 14,8 * 50 / 3,94 = 187 Wh / lít
Giảm khoảng 10% năng lượng cụ thể khi chuyển đổi từ cell sang pin (kWh thấp) và giảm khoảng 13% mật độ năng lượng khi chuyển đổi từ cell sang pin (kWh thấp)
