高品質(zhì)動(dòng)力電池的標(biāo)準(zhǔn)是什么？能量密度高？

特斯拉目前所采用的圓柱電池，充放電的壽命在700次左右，而我們國內(nèi)的要求是至少達(dá)到2000次。其次，圓柱形電池的能量衰減是非常多，就拿特斯拉Model S（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）為例，能量衰減達(dá)到57%，而像德國的一些代表性企業(yè)，方形電池的能量衰減能做到20%以內(nèi)。第三，特斯拉雖然帶的電池很多，續(xù)航很長，但是百公里能耗能達(dá)到24度，而目前已經(jīng)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)24度電走170公里的車型了，所以說不是走越遠(yuǎn)越好。在研究過程中也發(fā)現(xiàn)，能量密度越高，安全性越差。很多人希望電池能量密度增高，同時(shí)安全性也保持同樣的水準(zhǔn)，這本身就是矛盾的。所以，目前我們只能求得平衡。電池的安全性主要把控幾個(gè)方面：電芯制造過程中、電池組集成過程中、儲(chǔ)存過程中、運(yùn)輸過程中、使用過程中、回收過程中以及材料提煉。其中使用過程是跟消費(fèi)者的日常用車安全關(guān)系最大，而使用過程中的安全問題主要存在于充電過程。王子冬談到，目前市面上充電器的充電原理就想我們?nèi)粘Ｔ缤砀叻鍞D地鐵，是靠后面推的方式硬推進(jìn)去的。鋰在元素周期表非常活躍，就像在擠地鐵，大家都堵在門口，越看擠的情況越不往里面走，都堵在門口就形成問題隱患。

在電動(dòng)汽車行駛里程一次次被刷新的背后，也意味著電池的能量密度也在一次次提高。技術(shù)的突破固然可喜，但是電池的能量密度是不是越大越好呢？是否存在一個(gè)最優(yōu)值？雖然電動(dòng)汽車行駛里程已突破400km，但人們依舊迫切希望能有更高里程的車輛出來?！袄m(xù)駛里程當(dāng)然是越長越好。我開的就是電動(dòng)汽車，平時(shí)只敢在市區(qū)開，如果續(xù)駛里程更長，我就可以放心地開到郊區(qū)去玩了?！痹谟浾叩牟稍L過程中，一位消費(fèi)者說出了他的心聲。這也代表著現(xiàn)有電池的能量密度還滿足不了消費(fèi)者的需求。國家政策亦是要求純電動(dòng)乘用車動(dòng)力電池系統(tǒng)的質(zhì)量能量密度不低于90Wh/kg，對(duì)高于120Wh/kg的按1.1倍給予補(bǔ)貼?？梢灶A(yù)見的是如何提高電池的能量密度仍會(huì)是未來的主要方向。在眾多鋰電池種類中，因三元材料性價(jià)比高、發(fā)展有潛力大被廣泛研究改進(jìn)，相比其他類型的鋰電池，三元鋰電池有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。一是政策要求到2020年動(dòng)力電池單體比能量超過300瓦時(shí)/公斤，系統(tǒng)比能量力爭達(dá)到260瓦時(shí)/公斤、成本降至1元/瓦時(shí)以下，該技術(shù)路線較有潛力達(dá)到；二是政策激勵(lì)和補(bǔ)貼引導(dǎo)，積分制對(duì)電耗和續(xù)航里程不同的車型采用不同積分。純電乘用車隨續(xù)航里程的不同而有所區(qū)別；能量密度成為補(bǔ)貼數(shù)額的重要考量依據(jù)。

一般而言，鋰電池的四個(gè)部分非常關(guān)鍵：正極，負(fù)極，電解質(zhì)，膈膜。正負(fù)極是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的地方，相當(dāng)于任督二脈，重要地位可見一斑。我們都知道以三元鋰為正極的電池包系統(tǒng)能量密度要高于以磷酸鐵鋰為正極的電池包系統(tǒng)。這是為什么呢？現(xiàn)有的鋰離子電池負(fù)極材料多以石墨為主，石墨的理論克容量372mAh/g。正極材料磷酸鐵鋰?yán)碚摽巳萘恐挥?60mAh/g，而三元材料鎳鈷錳(NCM)約為200mAh/g。根據(jù)木桶理論，水位的高低決定于木桶最短處，鋰離子電池的能量密度下限取決于正極材料。磷酸鐵鋰的電壓平臺(tái)是3.2V，三元的這一指標(biāo)則是3.7V，兩相比較，能量密度高下立分：16%的差額。當(dāng)然，除了化學(xué)體系，生產(chǎn)工藝水平如壓實(shí)密度、箔材厚度等，也會(huì)影響能量密度。一般來說，壓實(shí)密度越大，在有限空間內(nèi)，電池的容量就越高，所以主材的壓實(shí)密度也被看做電池能量密度的參考指標(biāo)之一。電池是一個(gè)很全方位的產(chǎn)品，你要提升某一方面的性能，可能會(huì)犧牲其他方面的性能，這是電池設(shè)計(jì)研發(fā)的理解基礎(chǔ)。動(dòng)力電池屬于車載專用，因而能量密度不是衡量電池品質(zhì)的唯一尺度。