Pil enerjisi, bir pilin belirli bir deşarj rejimi altında serbest bırakabileceği enerjiyi ifade eder ve genellikle W·h veya kW·h cinsinden ifade edilir. Pil enerjisi esas olarak aşağıdaki türlere ayrılır:
(1) Teorik Enerji
Akünün deşarj sırasında dengede olduğunu, deşarj voltajının elektromotor kuvvet (E) değerini koruduğunu ve aktif malzemenin kullanım oranının %100 olduğunu, yani deşarj kapasitesinin teorik kapasite olduğunu varsayarsak, bu koşullar altında enerji çıkışı teorik enerji W₀ olur, yani
(2) Gerçek Enerji
Gerçek enerji, deşarj sırasında pilin gerçekte çıkardığı enerjiyi ifade eder. Sayısal olarak akünün gerçek deşarj geriliminin, deşarj akımının ve deşarj süresinin integraline eşittir;
Pratik mühendislik uygulamalarında, bir pilin gerçek enerjisi genellikle hem pil paketinin nominal kapasitesi hem de pilin ortalama deşarj voltajı kullanılarak tahmin edilir.
Aktif madde tam olarak kullanılamadığı için pilin çalışma voltajı her zaman elektromotor kuvvetinden daha azdır, dolayısıyla pilin gerçek enerjisi her zaman teorik enerjisinden daha azdır.
(3) Toplam Enerji
Toplam enerji, bir pilin kullanım ömrü boyunca W·h cinsinden ölçülen toplam elektrik enerjisi çıkışını ifade eder.
(4) Şarj Enerjisi
Şarj enerjisi, şarj yoluyla pile beslenen ve W·h cinsinden ölçülen elektrik enerjisini ifade eder.
(5) Enerjiyi Boşaltma
Deşarj enerjisi, W·h cinsinden ölçülen, deşarj sırasında pil tarafından üretilen elektrik enerjisini ifade eder. Bir pilin enerjisi veya bir birim kütlenin veya pilin birim hacminin üretebileceği enerji, buna uygun olarak kütle enerjisi olarak adlandırılır. Belirli enerji veya hacimsel enerji olarak da bilinen pil yoğunluğu (W·h/kg) ve hacimsel enerji yoğunluğu (W·h/L), güç pillerinin kalitesini değerlendirmek için önemli göstergelerdir. Elektrikli araç uygulamalarında akünün özgül enerjisi aracın toplam ağırlığını ve sürüş menzilini etkilerken, hacimsel enerji akünün yerleştirme alanını etkiler. Spesifik enerji aynı zamanda farklı tipteki pillerin performansını karşılaştırmak için de önemli bir göstergedir. Spesifik enerji, teorik spesifik enerji (W₀) ve gerçek spesifik enerji (W') olarak ikiye ayrılır.
Teorik spesifik enerji, batarya reaktanlarının birim kütlesi veya birim hacmi tamamen boşaldığında teorik olarak üretilebilen enerjiye atıfta bulunarak teorik enerjiye karşılık gelir. Gerçek özgül enerji, pil reaktanlarının birim kütlesi veya birim hacmi tamamen boşaldığında açığa çıkan gerçek enerjiyi temsil eden gerçek enerjiye karşılık gelir. Pilin gerçek çıkış enerjisinin kütlesine (veya hacmine) oranıyla karakterize edilir.
veya
Formülde C pilin kütlesini temsil eder; V-pilin hacmini temsil eder. Çeşitli faktörlerden dolayı bir pilin gerçek özgül enerjisi, teorik özgül enerjisinden çok daha düşüktür. Gerçek ve teorik özgül enerji arasındaki ilişki şu şekilde ifade edilebilir:
Formülde K_E voltaj verimliliğini temsil eder; K_B reaksiyon verimliliğini temsil eder; ve K_m kütle verimliliğini temsil eder.
Elektrikli araçlarda güç akülerinin uygulanmasında, akü paketinin gerçek özgül enerjisi, tek tek akü hücrelerinin özgül enerjisinden daha düşüktür çünkü akü paketi kurulumu ilgili akü kutularını, bağlantı kablolarını, akım ve voltaj koruma cihazlarını ve diğer bileşenleri gerektirir. Pil paketinin özgül enerjisi, tek tek pil hücrelerinin özgül enerjisinin paketleme faktörüyle çarpılmasıyla hesaplanır. Tipik bir pilin paketleme faktörü 0,6 ile 0,8 arasındadır. Pil paketinin tasarım düzeyi geliştikçe pil paketinin entegrasyonu da artar. Bu nedenle, pil paketinin kütle özgül enerjisi genellikle pil paketi performansının önemli bir göstergesidir. Genel olarak konuşursak, pil paketinin kütle özgül enerjisi, ayrı ayrı pil hücrelerinin özgül enerjisinden %20 daha düşüktür.
