צפיפות שטח (מ"ג/ס"מ2):צפיפות שטח מתייחסת למסה ליחידת שטח, שבמקרה זה היא (המסה ליחידת שטח של האזור תוך התעלמות מהנפח).
צפיפות דחוסה (g/cm3):הצפיפות הדחוסה מצביעה על המסה הכלולה ביחידת נפח, אשר קשורה רבות לתכונות החומר עצמו.
עוֹבִי:העובי הכולל של החומר והרדיד מתבטא בדרך כלל במיקרונים (מיקרון).
צפיפות שטח (g/cm3)= צפיפות דחוסה(מ"ג/ס"מ2)/ עובי (מיקרומטר)
נקודות מפתח של עיצוב צפיפות שטח של סוללת ליתיום-יון:
בדרך כלל, בעת תכנון סוללה, הקיבולת נקבעת. בשלב זה, מספר השכבות וצפיפות השטח נקבעים על סמך קיבולת הגרם של החומר ושיעור החומרים הפעילים.
לדוגמה, אם נקבע שהצפיפות הדו-פנים של סוללה היא 30 מ"ג/ס"מ2וצפיפות הדחיסה היא 2.5 גרם/ס"מ3, נוכל לחשב את עוביו.
עובי=צפיפות שטח / צפיפות דחוסה =30mg.cm2/2.5 גרם ס"מ3=120 מיקרומטר (ללא עובי נייר כסף)
יחידת צפיפות השטח היא (מ"ג/ס"מ2). ככל שצפיפות השטח גבוהה יותר, כך היא תופסת יותר חומרים פעילים באותו אזור של האלקטרודה, וצפיפות האנרגיה של תא הסוללה גבוהה יותר.
הפחתת צפיפות השטח היא הדרך היעילה ביותר לתכנון סוללות בקצב גבוה, והגדלת צפיפות השטח היא הדרך היעילה ביותר לתכנן סוללות בעלות אנרגיה גבוהה. ככל שצפיפות השטח של האלקטרודה קטנה יותר, כך העובי דק יותר, מה שיכול להפחית ישירות את מרחק הדיפוזיה של Li+, וגם הנזק למבנה החומר הנגרם מהחדרה והשאיבה המחזורית של יוני ליתיום קטן יותר.
איור 1- ביצועי טעינה מהירה של סוללות LCO בצפיפות שטח שונה
תיאורטית, ככל שצפיפות השטח קטנה יותר, כך מועיל יותר לשפר את ביצועי הקצב. עם זאת, לתכנון צפיפות השטח יש גם גבול תחתון, מכיוון שכאשר צפיפות השטח קטנה לערך מסוים, החלקיקים הגדולים בסלרי אינם יכולים לעבור דרך התבנית של מכונת הציפוי, וכתוצאה מכך יש שריטות חלקיקים, אשר יהיו גם השפעה שלילית על הסוללה.
בנוסף, לסוללות יש לא רק דרישות תעריף, אלא גם דרישות קיבולת. עצם הפחתת צפיפות השטח תגדיל בהכרח את מספר שכבות האלקטרודות, והגידול במספר השכבות גם מגדיל את הסיכון. עבור חלק מתאי 3C, צפיפות השטח מופחתת בדרך כלל כדי לשפר את ביצועי קצב הסוללה. עבור סוללות אחסון אנרגיה, רבים יבחרו להגדיל את צפיפות השטח ולהגדיל את צפיפות האנרגיה של תא הסוללה.
