能量密度:簡介,完全能量密度,電池能量密度,電池容量,放電平台,電池尺寸,宇宙能量

單位體積內的包含的能量，單位：焦耳/立方米，千焦/立方米，兆焦/立方米，量綱M(L^-1)(T^-2)。用來衡量電池最合適，比較單位體積的電池所儲存的電量。氣體燃燒熱（以體積衡量的）實質上就是能量密度。

基本介紹

中文名：能量密度
外文名：Energy density
單位：焦耳/立方米，千焦/立方米
量綱：KG/(MS2)
含義：一定空間或質量物質儲存能量大小
用途：比較單位體積的電池所儲存的電量

簡介,完全能量密度,電池能量密度,電池容量,放電平台,電池尺寸,宇宙能量密度,食品能量密度,能量的供給與食物來源,

簡介

能量密度（Energy density）是指在一定的空間或質量物質中儲存能量的大小。

完全能量密度

此表給出了完整系統的能量密度, 包含了一切必要的外部條件,如氧化劑和熱源。

能量密度表：

存儲形式	質量能量密度 (MJ/kg)	容積能量密度 (MJ/L)	Peak recovery efficiency %	Practical recovery efficiency %
質能等價	89,876,000,000
氫核聚變（太陽的能量來源)	645,000,000
Deuterium-Tritium fusion	337,000,000
核裂變(100%鈾-235) (用於核武器)	88,250,000	1,500,000,000
天然鈾(99.3% U-238, 0.7% U-235)用於快滋生反應器[2]	24,000,000			50%
濃縮鈾(3.5% U235) 用於輕水反應堆	3,456,000			30%
Hf-178m2 isomer	1,326,000	17,649,060
Pu-238 a-decay	15,500,000
天然鈾(0.7% U235) 用於輕水反應堆	443,000			30%
Ta-180m isomer	41,340	689,964
Specific orbital energyofLow Earth orbit(approximate)	33
Cl2O7+CH4- 計算值	17.4
Cl2O7分解---計算值	12.2
硝基甲烷	11.3	12.9
八硝基立方烷炸藥--計算值	8.5	17
Tetranitrotetrahedraneexplosive - computed	8.3
Heptanitrocubaneexplosive - computed	8.2
Dinitroacetyleneexplosive - computed	7.9
鈉(和氯反應)	7.0349
Tetranitrocubaneexplosive - computed	6.95
Ammonal(Al+NH4NO3oxidizer)	6.9	12.7
Tetranitromethane+hydrazinebipropellant - computed	6.6
Hexanitrobenzeneexplosive - computed	6.5
奧克托今炸藥 - 計算值	6.3
ANFO-ANNM	6.26
三硝基甲苯[Kinney, G.F.，K.J. Graham（1985）．Explosive shocks in air．Springer-Verlag．ISBN 3-540-15147-8． ]	4.610	6.92
CopperThermite(Al +CuOasoxidizer)	4.13	20.9
Thermite(powder Al +Fe2O3asoxidizer)	4.00	18.4
過氧化氫分解 (asmonopropellant)	2.7	3.8
納米線電池	2.54	29		95%Template:Clarify[3]
battery, Lithium Thionyl Chloride (LiSOCl2)[4]	2.5
水220.64 bar, 373.8°CTemplate:Clarify	1.968	0.708
Kinetic energy penetratorTemplate:Clarify	1.9	30
battery, Fluoride ion	1.7	2.8
氫閉循環燃料電池[5]sm=n	1.62
肼(有毒)分解 (asmonopropellant)	1.6	1.6
硝酸銨分解 (asmonopropellant)	1.4	2.5
電容EEStor生產 (宣稱值)[6]	1.2	5.7	99%	99%
Thermal Energy Capacity of Molten Salt	1			98%[7]
Molecular springapproximate	1
battery, Sodium Sulfur	0	1.23		85%[8]
battery, Lithium-manganese	0.83-1.01	1.98-2.09
鋰離子電池	0.46-0.72	0.83-0.9		95%
battery, Lithium Sulphur	1.26	1.26
battery(Sodium Nickel Chloride)]], High Temperature	0.56
battery, Silver-oxide	0.47	1.8
Flywheel	0.36-0.5
5.56x45 NATO子彈Template:Clarify	0.4	3.2
鎳氫電池,消費產品的低功率產品	0.4	1.55
battery, Zinc-manganese (alkaline), long life design	0.4-0.59	1.15-1.43
battery, Zinc Bromine flow (ZnBr)	0.27
battery, Nickel metal hydride (NiMH), High Power design as used in cars	0.250	0.493
battery, Nickel cadmium (NiCd)	0.14	1.08		80%
battery, Zinc-Carbon	0.13	0.331
battery, Lead acid	0.14	0.36
battery, Vanadium redox	0.09	0.1188		7070-75%
battery, Vanadium Bromide redox	0.18	0.252		80%-90%[9]
CapacitorUltracapacitor	0.0199[10]	0.050
CapacitorSupercapacitor	0.01		80%-98.5%[11]	39%-70%[12]
Superconducting magnetic energy storage		0.008[13]		>95%
Capacitor	0.002[14]
Spring power(clock spring),torsion spring	0.0003[15]	0.0006
Storage type	Energy density by mass (MJ/kg)	Energy density by volume (MJ/L)	Peak recovery efficiency %	Practical recovery efficiency %

在食品營養學的角度上，能量密度是指每克食物所含的能量，這與食品的水分和脂肪含量密切有關。食品的水分含量高則能量密度低、脂肪含量高則能量密度高。

電池能量密度

電池的平均單位體積或質量所釋放出的電能。一般在相同體積下，鋰離子電池的能量密度是鎳鎘電池的2.5倍，是鎳氫電池的1.8倍，因此在電池容量相等的情況下，鋰離子電池就會比鎳鎘、鎳氫電池的體積更小，重量更輕。

電池能量密度=電池容量×放電平台/電池厚度/電池寬度/電池長度。
計算方法雖然簡單，不過同時需要注意以下幾點：

電池容量

現常規鋰離子電池的放電倍率還是介於0.2C～0.5C，而一般電池在這個倍率期間的放電容量差值不超過1%。但對於高倍率放電而言，其容量與低倍率差別明顯。因此對於有特殊放電倍率的電池而言，需留意其放電倍率再計算相對應的能量密度。

放電平台

三元材料與鈷酸鋰材料的放電平台有差距，卷繞電池與疊片電池的放電平台有差距，相同電池不同倍率下放電平台有差距。我們廠子給出的放電平台是鈷酸鋰卷繞電池在0.5C下的放電平台，值為3.7V。其他廠子的規格我不知道。

電池尺寸

對於單個電池而言，那么三維量一下就可以了。對於批量電池而言，三維都需要按該批量電池的最大厚/寬/長來算。同理對於批量電池而言，容量需要取A品最低容量或者說是取該批電芯的允許min容量。
上面囉嗦一大堆也不知道你看沒看，其實計算能量密度遠遠不如計算容量密度來的準確，客戶從來都是要容量的，誰看能量啊？且能量密度跟正極材料有關，三元平台低但是算能量密度時也不會將其放電平台算的低。一句話：能量密度非客戶需要且沒有容量密度準確，所以能量密度參考價值不是太大。
最後給出我們這裡的能量密度計算方法及對應單位：
能量密度（Wh/L）=電池容量（mAh）×3.7（V）/厚度（cm）/寬度（cm）/長度（cm）。

宇宙能量密度

高能量密度物理是物理學的重要前沿領域，涉及到電漿物理、物質科學、凝聚態物理、原子和分子物理等總眾多研究領域，從宇宙的起源到粒子的基本結構，內涵廣闊、意義重大。

所謂高能量密度，是指物質的能量密度超過1011焦耳/米3（J/m3），或等價於壓力超過1百萬巴（Mbar）的極端物理條件。以往，這種極端的物理狀態只存在於天體的恆星、行星的內部以及核武器的爆炸中。雷射、粒子束和Z－箍縮發生器能量、功率和高度的不斷提高使得在實驗室產生極高能量密度的實驗條件成為可能，這種物質自身、與粒子束和輻射場的集體相互作用的內容非常豐富，形成一個稱之為高能量密度（HED）物理學的新的物理學領域。這是一個充滿新的物理現象和具有深刻和重要套用前景的領域，它涵蓋了物理學的寬廣範圍，包括電漿物理、雷射和粒子束物理、材料質理相互作用以及天體物理等。

我國通過這些年所做的大量工作，已經具有了產生高能量密度的研究手段，在研究方面具備了一定規模，在理論研究、實驗、數值模擬方面具備了一定基礎。

食品能量密度

食品的能量密度，指的是每克食物所含的能量。

食品的能量密度與食品的水分和脂肪的含量密切相關。水分含量高則能量密度低、脂肪含量高則能量密度高。有關能量密度的另一特性是食品的粘稠度。它與食品的適口程度和食品是否滿足能量需要有關。如玉米粥易呈粘稠狀，加水變稀則能量密度自然降低。若添加少量植物油，可明顯降低其黏度，同時也可增加其能量密度。但是，在添加脂肪和糖以增加食品的能量密度和可口性時，必須注意保證蛋白質和其它營養素的濃度，使之不至於降低到不適宜的水平。

能量的供給與食物來源

食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白質是人體能量的主要來源，但這三大產能營養素在人體代謝中具有特殊的生理功能，長期攝取單一會造成營養素不平衡，影響健康，因此三者在向人體功能方面應有一個適當的比例。通常碳水化合物向人體提供的熱能較合適的比例為占總能量的55%~65%，脂肪占20%~30%，蛋白質占11%~14%。

碳水化合物、脂類和蛋白質廣泛存在與各類食物中。動物性食品含有較多的脂肪和蛋白質，是膳食熱能的重要構成部分。植物性食物中糧穀類和根莖類含有大量的碳水化合物，是較經濟的能量來源，也是中國膳食熱能的主要來源；大豆和堅果類如花生、核桃等含有豐富的脂肪和蛋白質，是膳食熱能輔助來源之一；而蔬菜、水果含熱能較少。

能量密度