體積比能量，又稱體積能量密度，是衡量電池能量與體積之間關系的重要指標。
定義
體積比能量指的是電池所儲存的能量與其體積的比例。這一參數通常以瓦特小時/升（W·h/L）為單位進行量化。
研究進展
鋰離子電池因其較高的能量密度而被廣泛應用于各種領域。然而，為了進一步提升電池的性能，科學家們正在探索新的負極材料，如錫和硅等非碳材料。這些新材料有潛力顯著提高電池的質量能量密度，但由于它們在充電過程中的巨大體積膨脹，這極大地影響了電池的體積性能。針對這個問題，研究人員提出了利用碳納米材料構建富勒烯結構的方法，以緩解非碳負極材料的體積膨脹問題。盡管這種方法已經取得了一定的成功，但在實際應用中，由于碳緩沖網絡的構建會導致電極材料密度下降，從而限制了電池的體積性能。因此，如何精準地設計碳籠結構，對于開發高性能負極材料至關重要。天津大學化工學院的楊全紅教授及其團隊在這方面取得了突破性進展。他們提出的“硫模板法”成功實現了對非碳活性顆粒的石墨烯包覆，有效地控制了石墨烯碳籠結構的尺寸，從而提高了鋰離子電池的體積性能。
區別于其他參數
體積比能量與電化學比能量密度和比功率密度有所不同。電化學比能量密度主要關注的是電池活性物質釋放出的電量能力，通常以安培小時或毫安時為單位表示。然而，在計算比能量密度時，還需要考慮到電池外殼、隔膜、電解質等非活性部件的重量，這使得比能量密度的實際值有所減少。此外，不同種類的電池在比較時，還應考慮電池的工作電壓，因為能量是由電流乘以電壓得出的。相比之下，比功率密度則強調電池在短時間內能夠提供的能量，這對于一些特定的應用場景非常重要，比如混合動力汽車在起步加速時所需的瞬時高功率輸出。在這種情況下，雖然電池的比能量不高，但其比功率密度卻很大，此時超級電容器就是一個典型的例子。
重量比能量
重量比能量，即質量能量密度，是評估電池能量與重量之間的比例關系的另一個重要參數。它通常以瓦特小時/千克（W·h/kg）為單位進行測量。
參考資料 >
體積能量密度(方形).pse-meti.2024-11-01
揭秘鋰電池的比容量:如何計算與評估.乾途電池.2024-11-01
電池人一定要懂的“電池能量密度”!(含我國各企業鋰電池能量密度現狀一覽).北極星電力新聞網.2024-11-01