Ketumpatan kawasan (mg/cm2):Ketumpatan areal merujuk kepada jisim per unit luas, yang dalam kes ini ialah (jisim per unit kawasan rantau yang mengabaikan isipadu).
Ketumpatan padat (g/cm3):Ketumpatan yang dipadatkan menunjukkan jisim yang terkandung dalam isipadu unit, yang mempunyai banyak kaitan dengan sifat bahan itu sendiri.
Ketebalan:Jumlah ketebalan bahan dan kerajang biasanya dinyatakan dalam mikron (μm).
Ketumpatan kawasan (g/cm3)= Ketumpatan padat(mg/cm2)/ Ketebalan (μm)
Perkara utama reka bentuk ketumpatan kawasan bateri lithium-ion:
Secara amnya, apabila mereka bentuk bateri, kapasiti ditentukan. Pada masa ini, bilangan lapisan dan ketumpatan kawasan ditentukan berdasarkan kapasiti gram bahan dan perkadaran bahan aktif.
Sebagai contoh, jika kita menentukan bahawa ketumpatan dwimuka bateri ialah 30 mg/cm2dan ketumpatan pemadatan ialah 2.5 g/cm3, kita boleh mengira ketebalannya.
Ketebalan=Ketumpatan kawasan / Ketumpatan padat =30mg.cm2/2.5 g.sm3=120 μm (tanpa ketebalan foil)
Unit ketumpatan luas ialah (mg/cm2). Semakin tinggi ketumpatan kawasan, semakin banyak bahan aktif yang didudukinya pada kawasan elektrod yang sama, dan semakin tinggi ketumpatan tenaga sel bateri.
Mengurangkan ketumpatan kawasan ialah cara paling berkesan untuk mereka bentuk bateri berkadar tinggi, dan meningkatkan ketumpatan kawasan ialah cara paling berkesan untuk mereka bentuk bateri bertenaga tinggi. Semakin kecil ketumpatan kawasan elektrod, semakin nipis ketebalannya, yang secara langsung boleh mengurangkan jarak resapan Li+, dan kerosakan pada struktur bahan yang disebabkan oleh sisipan kitaran dan pengekstrakan ion litium juga lebih kecil.
Rajah 1- Prestasi pengecasan pantas bateri LCO pada ketumpatan kawasan yang berbeza
Secara teorinya, lebih kecil ketumpatan kawasan, lebih berfaedah untuk meningkatkan prestasi kadar. Walau bagaimanapun, reka bentuk ketumpatan kawasan juga mempunyai had yang lebih rendah, kerana apabila ketumpatan luas adalah kecil kepada nilai tertentu, zarah besar dalam buburan tidak boleh melalui acuan mesin salutan, mengakibatkan calar zarah, yang juga akan mempunyai kesan negatif pada bateri.
Di samping itu, bateri bukan sahaja mempunyai keperluan kadar, tetapi juga keperluan kapasiti. Hanya mengurangkan ketumpatan kawasan sudah pasti akan meningkatkan bilangan lapisan elektrod, dan peningkatan bilangan lapisan juga meningkatkan risiko. Bagi sesetengah sel 3C, ketumpatan kawasan biasanya dikurangkan untuk meningkatkan prestasi kadar bateri. Untuk bateri simpanan tenaga, ramai yang akan memilih untuk meningkatkan ketumpatan kawasan dan meningkatkan ketumpatan tenaga sel bateri.
