Kepadatan areal (mg/cm2):Kepadatan areal mengacu pada massa per satuan luas, yang dalam kasus ini adalah (massa per satuan luas wilayah dengan mengabaikan volume).
Kepadatan padat (g/cm3):Kepadatan yang dipadatkan menunjukkan massa yang terkandung dalam satuan volume, yang banyak berkaitan dengan sifat material itu sendiri.
Ketebalan:Ketebalan total material dan foil umumnya dinyatakan dalam mikron (μm).
Kepadatan areal (g/cm3)= Kepadatan terkompresi (mg/cm2)/ Ketebalan (μm)
Poin-poin penting desain kerapatan areal baterai lithium-ion:
Umumnya, saat merancang baterai, kapasitasnya ditentukan. Pada saat ini, jumlah lapisan dan kerapatan areal ditentukan berdasarkan kapasitas gram material dan proporsi zat aktif.
Misalnya, jika kita menentukan bahwa kerapatan bifacial baterai adalah 30 mg/cm2dan kepadatan pemadatannya adalah 2,5 g/cm3, kita dapat menghitung ketebalannya.
Ketebalan=Kepadatan areal / Kepadatan padat =30mg.cm2/2,5 gram cm3=120 μm (tanpa ketebalan foil)
Satuan kerapatan areal adalah (mg/cm2). Semakin tinggi kerapatan areal, semakin banyak bahan aktif yang ditempatinya pada area elektroda yang sama, dan semakin tinggi pula kerapatan energi sel baterai.
Mengurangi kerapatan areal merupakan cara yang paling efektif untuk merancang baterai dengan laju tinggi, dan meningkatkan kerapatan areal merupakan cara yang paling efektif untuk merancang baterai berenergi tinggi. Semakin kecil kerapatan areal elektroda, semakin tipis ketebalannya, yang secara langsung dapat mengurangi jarak difusi Li+, dan kerusakan pada struktur material yang disebabkan oleh penyisipan dan ekstraksi ion litium secara siklik juga lebih kecil.
Gambar 1- Kinerja pengisian cepat baterai LCO pada kepadatan areal yang berbeda
Secara teori, semakin kecil kerapatan areal, semakin bermanfaat untuk meningkatkan kinerja laju. Namun, desain kerapatan areal juga memiliki batas yang lebih rendah, karena ketika kerapatan areal kecil hingga nilai tertentu, partikel besar dalam bubur tidak dapat melewati cetakan mesin pelapis, sehingga mengakibatkan goresan partikel, yang juga akan berdampak negatif pada baterai.
Selain itu, baterai tidak hanya memiliki persyaratan laju, tetapi juga persyaratan kapasitas. Mengurangi kerapatan areal secara sederhana pasti akan meningkatkan jumlah lapisan elektroda, dan peningkatan jumlah lapisan juga meningkatkan risiko. Untuk beberapa sel 3C, kerapatan areal umumnya dikurangi untuk meningkatkan kinerja laju baterai. Untuk baterai penyimpan energi, banyak yang akan memilih untuk meningkatkan kerapatan areal dan meningkatkan kerapatan energi sel baterai.
