面密度(mg/cm2):面密度は単位面積あたりの質量を指し、この場合は (体積を無視した領域の単位面積あたりの質量) となります。
圧縮密度(g/cm3):圧縮密度は単位体積に含まれる質量を示し、材料自体の特性と大きく関係します。
厚さ:材料と箔の合計厚さは、通常、ミクロン (μm) で表されます。
面密度(g/cm3)= 圧縮密度(mg/cm2)/ 厚さ(μm)
リチウムイオン電池の面密度設計のポイント：
一般的に、電池を設計する際には容量を決定します。このとき、材料のグラム容量と活性物質の割合に基づいて、層数と面密度が決定されます。
例えば、電池の両面密度が30mg/cmであるとすると、2圧縮密度は2.5 g/cm3、その厚さを計算することができます。
厚さ=面密度 / 圧縮密度 =30mg.cm2/2.5 g.cm3=120 μm（箔厚を除く）
面密度の単位は（mg/cm2面密度が高いほど、電極の同じ面積に占める活性物質が多くなり、バッテリーセルのエネルギー密度が高くなります。
面密度を下げることは高レート電池を設計する最も効果的な方法であり、面密度を上げることは高エネルギー電池を設計する最も効果的な方法です。電極の面密度が小さいほど、厚さが薄くなり、Li +の拡散距離を直接短縮でき、リチウムイオンの循環挿入と抽出によって引き起こされる材料構造への損傷も小さくなります。
図 1- 異なる面密度における LCO バッテリーの急速充電性能
理論的には、面密度が小さいほど、レート性能を向上させるのに有利です。ただし、面密度の設計にも下限があります。面密度が一定値より小さい場合、スラリー内の大きな粒子がコーティング機のダイを通過できず、粒子の傷が発生し、これもバッテリーに悪影響を及ぼします。
さらに、バッテリーにはレート要件だけでなく、容量要件もあります。単に面密度を下げると、必然的に電極層の数が増え、層数が増えるとリスクも増加します。一部の3Cセルでは、バッテリーのレート性能を向上させるために、一般的に面密度が低下します。エネルギー貯蔵バッテリーの場合、面密度を高めてバッテリーセルのエネルギー密度を高めることを選択する人が多くいます。
