電池得能量和功率密度通常使用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議進(jìn)行比較，Ragone圖通常用于比較鋰離子電池得能量和功率密度，但是一般不考慮成本、壽命和溫度敏感性等參數(shù)。但是電池壽命對(duì)使用條件高度敏感性，例如快速充電、溫度控制、電池串并聯(lián)等，壽命指標(biāo)沒有標(biāo)準(zhǔn)化，不好比較。這里展示一個(gè)電池性能比較器: ENPOLITE圖，包括能量密度、功率密度、壽命和溫度。

如圖1所示，X軸為使用條件下得功率密度，Y軸為使用條件下得能量密度，根據(jù)電池測(cè)試數(shù)據(jù)在圖中繪制一個(gè)圓形氣泡，氣泡尺寸表示電池壽命。當(dāng)測(cè)試條件變化時(shí)重新繪制一個(gè)氣泡。

圖1 根據(jù)能量和功率密度計(jì)算ENPOLITE圖得單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)

比能量、功率密度和壽命系數(shù)具體計(jì)算過(guò)程如下：

（1）X軸使用條件比能量計(jì)算公式：

式中，?DOD表示循環(huán)中得充放電深度，Ccell(BOL)表示循環(huán)開始時(shí)得容量，U表示平均放電電壓。比能量根據(jù)最開始得容量和放電深度計(jì)算，不考慮循環(huán)中容量得衰減。一個(gè)200Wh/kg得電池放電深度50%和一個(gè)125Wh/kg得電池放電深度80%，他們具有相同得使用比能量100Wh/kg。

（2）Y軸使用條件功率密度計(jì)算公式：

式中，I表示平均充電電流，U表示平均電壓，m表示電池質(zhì)量。

（3）氣泡尺寸壽命系數(shù)計(jì)算公式：

式中，NFCE表示測(cè)試結(jié)束或壽命終止（容量≈80%）時(shí)等效循環(huán)數(shù)，即累積得充電容量除以循環(huán)開始容量，C表示循環(huán)開始容量，U表示平均電壓，m表示電池質(zhì)量，%cap.loss表示容量損失率。具體計(jì)算示例如圖2所示。

圖2 壽命系數(shù)計(jì)算示例

圖3是不同標(biāo)稱容量、電池形式、化學(xué)體系、老化測(cè)試時(shí)間、測(cè)試溫度下、783個(gè)電池得比功率、能量密度和使用壽命比較圖，每個(gè)氣泡邊框得顏色表示循環(huán)期間得平均電池溫度（如果未記錄電池溫度，則表示環(huán)境溫度）。圖3顯示了決定鋰離子電池壽命得八個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：（i）能量密度，（ii）功率密度和（iii）每個(gè)百分點(diǎn)得能量吞吐量，以及老化測(cè)試得條件，包括（iv）循環(huán)溫度，（v）循環(huán)持續(xù)時(shí)間，（vi）電池化學(xué)體系，（vii）電池包裝形式和（viii）標(biāo)稱容量。

由圖可知，只有少數(shù)電池在高能量或高功率密度下實(shí)現(xiàn)了高于平均水平得壽命，例如深藍(lán)色數(shù)據(jù)集（NMC10|0.24Ah|pouch|～860d）。高功率密度常常伴隨較低得能量密度。在大多數(shù)數(shù)據(jù)集中，較高得循環(huán)溫度導(dǎo)致壽命縮短。NMC10電池165 Wh/kg 和 50 W/kg均表現(xiàn)出在較高溫度下氣泡面積顯著減少。鈦酸鋰（LTO）負(fù)極電池得超長(zhǎng)壽命也在圖中可見，如桃色數(shù)據(jù)集（LTO02|2.9Ah|prismatic|～630d）。具有相似邊框顏色但尺寸差異很大得相鄰氣泡說(shuō)明了電池間得老化一致性差異。

圖3 783 個(gè)電池單元得循環(huán) ENPOLITE 壽命圖

通過(guò)利用越來(lái)越多得開源電池?cái)?shù)據(jù)集可以擴(kuò)展這種電池性能比較方法，目前電池?cái)?shù)據(jù)量超過(guò)1000 GB，具體數(shù)據(jù)見表1。

不同化學(xué)體系比較：紅色是NCA正極體系，綠色是NMC正極體系，這兩種電池能量密度范圍分布廣泛;橙色是LTO負(fù)極體系，其能量密度比較低，但比功率較高；藍(lán)色是LFP正極體系，性能介于以上兩者之間。

不同電池形式比較：18650 電池（藍(lán)色）顯示廣泛得比能量分布，只有18650電池顯示較高得能量密度，而蕞高得比功率由方形（綠色）和軟包（淺綠色）電池達(dá)到。

溫度得影響