高品質動力電池的標準是什么？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，而我們國內的要求是至少達到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|參配|優惠政策）為例，能量衰減達到57%，而像德國的一些代表性企業，方形電池的能量衰減能做到20%以內。第三，特斯拉雖然帶的電池很多，續航很長，但是百公里能耗能達到24度，而目前已經有技術實現24度電走170公里的車型了，所以說不是走越遠越好。在研究過程中也發現，能量密度越高，安全性越差。很多人希望電池能量密度增高，同時安全性也保持同樣的水準，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方面：電芯制造過程中、電池組集成過程中、儲存過程中、運輸過程中、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者的日常用車安全關系最大，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日常早晚高峰擠地鐵，是靠后面推的方式硬推進去的。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？是否存在一個最優值？雖然電動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。“續駛里程當然是越長越好。我開的就是電動汽車，平時只敢在市區開，如果續駛里程更長，我就可以放心地開到郊區去玩了。”在記者的采訪過程中，一位消費者說出了他的心聲。這也代表著現有電池的能量密度還滿足不了消費者的需求。國家政策亦是要求純電動乘用車動力電池系統的質量能量密度不低于90Wh/kg，對高于120Wh/kg的按1.1倍給予補貼。可以預見的是如何提高電池的能量密度仍會是未來的主要方向。在眾多鋰電池種類中，因三元材料性價比高、發展有潛力大被廣泛研究改進，相比其他類型的鋰電池，三元鋰電池有著明顯的優點。一是政策要求到2020年動力電池單體比能量超過300瓦時/公斤，系統比能量力爭達到260瓦時/公斤、成本降至1元/瓦時以下，該技術路線較有潛力達到；二是政策激勵和補貼引導，積分制對電耗和續航里程不同的車型采用不同積分。純電乘用車隨續航里程的不同而有所區別；能量密度成為補貼數額的重要考量依據。

一般而言，鋰電池的四個部分非常關鍵：正極，負極，電解質，膈膜。正負極是發生化學反應的地方，相當于任督二脈，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能量密度要高于以磷酸鐵鋰為正極的電池包系統。這是為什么呢？現有的鋰離子電池負極材料多以石墨為主，石墨的理論克容量372mAh/g。正極材料磷酸鐵鋰理論克容量只有160mAh/g，而三元材料鎳鈷錳(NCM)約為200mAh/g。根據木桶理論，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是3.2V，三元的這一指標則是3.7V，兩相比較，能量密度高下立分：16%的差額。當然，除了化學體系，生產工藝水平如壓實密度、箔材厚度等，也會影響能量密度。一般來說，壓實密度越大，在有限空間內，電池的容量就越高，所以主材的壓實密度也被看做電池能量密度的參考指標之一。電池是一個很全方位的產品，你要提升某一方面的性能，可能會犧牲其他方面的性能，這是電池設計研發的理解基礎。動力電池屬于車載專用，因而能量密度不是衡量電池品質的唯一尺度。