Ploto tankis (mg/cm2):Ploto tankis reiškia masę ploto vienetui, kuri šiuo atveju yra (masė regiono ploto vienetui, neatsižvelgiant į tūrį).
Suspaustas tankis (g/cm3):Sutankintas tankis rodo masę, esančią tūrio vienete, o tai labai priklauso nuo pačios medžiagos savybių.
Storis:Bendras medžiagos ir folijos storis paprastai išreiškiamas mikronais (μm).
Ploto tankis (g/cm3)= Suspaustas tankis (mg/cm2)/ Storis (μm)
Pagrindiniai ličio jonų akumuliatoriaus ploto tankio dizaino punktai:
Paprastai projektuojant akumuliatorių nustatoma jo talpa. Šiuo metu sluoksnių skaičius ir ploto tankis nustatomi pagal medžiagos gramų talpą ir veikliųjų medžiagų proporciją.
Pavyzdžiui, jei nustatome, kad baterijos bifacialinis tankis yra 30 mg/cm2o tankinimo tankis – 2,5 g/cm3, galime apskaičiuoti jo storį.
Storis=Ploto tankis / Suspaustas tankis =30mg.cm2/2,5 g.cm3=120 μm (be folijos storio)
Ploto tankio vienetas yra (mg/cm2). Kuo didesnis ploto tankis, tuo daugiau aktyvių medžiagų jis užima tame pačiame elektrodo plote ir tuo didesnis akumuliatoriaus elemento energijos tankis.
Teritorinio tankio mažinimas yra veiksmingiausias būdas kurti didelės galios baterijas, o ploto tankio padidinimas yra efektyviausias būdas kurti didelės energijos baterijas. Kuo mažesnis elektrodo ploto tankis, tuo plonesnis yra jo storis, kuris gali tiesiogiai sumažinti Li+ difuzijos atstumą, o žala medžiagos struktūrai dėl ciklinio ličio jonų įterpimo ir ištraukimo taip pat yra mažesnė.
1- pav. Greitas LCO akumuliatorių įkrovimas esant skirtingam ploto tankiui
Teoriškai, kuo mažesnis ploto tankis, tuo naudingiau pagerinti greičio našumą. Tačiau ploto tankio konstrukcija taip pat turi apatinę ribą, nes kai ploto tankis yra mažas iki tam tikros vertės, didelės srutoje esančios dalelės negali prasiskverbti pro dengimo mašinos štampus, todėl dalelės gali įbrėžti, o tai taip pat turės neigiamas poveikis akumuliatoriui.
Be to, akumuliatoriams keliami ne tik greičio, bet ir talpos reikalavimai. Paprasčiausiai sumažinus ploto tankį, neišvengiamai padidės elektrodų sluoksnių skaičius, o sluoksnių skaičiaus padidėjimas taip pat padidina riziką. Kai kurių 3C elementų ploto tankis paprastai sumažinamas, kad būtų pagerintas akumuliatoriaus veikimo greitis. Energiją kaupiančių akumuliatorių atveju daugelis pasirinks padidinti baterijos elemento ploto tankį ir padidinti energijos tankį.
