三元鋰離子電池的能量密度高嗎?能量密度高是三元鋰離子電池的最大優(yōu)勢(shì)，所以同樣重量的電池組有更大的容量，讓汽車跑得更遠(yuǎn)更快。電壓平臺(tái)是衡量電池能量密度的重要指標(biāo)，決定著電池的基本效率和成本。電壓平臺(tái)越高，比容量越大。因此，相同體積、重量，甚至相同安全工作時(shí)間的電池比具有更高電壓平臺(tái)的三元鋰離子電池具有更長(zhǎng)的電池壽命。

能量密度是儲(chǔ)存在一定空間或質(zhì)量?jī)?nèi)的能量量。電池的能量密度是電池單位體積或質(zhì)量釋放的能量量。電池能量密度=電池容量×放電平臺(tái)/電池厚度/電池寬度/電池長(zhǎng)度，基本單位為Wh/kg(瓦特小時(shí)/kg)。電池的能量密度越高，單位體積儲(chǔ)存的能量就越多。

三元鋰離子電池是一種正極材料為鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的鋰離子電池。與磷酸鐵鋰離子電池相比，三元鋰離子電池的整體性能更均勻，能量密度更高，體積比能量更大。此外，隨著電池行業(yè)的發(fā)展，三元鋰離子電池已經(jīng)達(dá)到了制造商可以接受的價(jià)格范圍。

三元鋰離子電池。PNG

三元鋰離子電池的能量密度高嗎?

目前，三元鋰離子電池的能量密度已經(jīng)達(dá)到天花板。高鎳材料和碳硅負(fù)極的鋰離子電池的最高能量密度應(yīng)在300Wh/kg左右，正負(fù)20Wh/kg。目前，我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)上的純電動(dòng)汽車重要以三元鋰離子電池材料和磷酸鐵鋰離子電池為動(dòng)力。雖然與鉛酸電池和鎳氫電池相比，電池的能量密度有了很大的提高，但消費(fèi)者對(duì)續(xù)航里程的焦慮仍然是個(gè)問(wèn)題。

比亞迪磷酸鐵鋰離子電池的能量密度為150Wh/kg，而比亞迪三元鋰離子電池的能量密度為200Wh/kg。由此可見(jiàn)，三元鋰材料比磷酸鐵鋰的優(yōu)勢(shì)仍然十分明顯。深圳另一家電池公司bic電池的三元材料動(dòng)力鋰電池的能量密度接近220Wh/kg，在行業(yè)中是比較高的。從適應(yīng)政策的角度來(lái)看，未來(lái)對(duì)能量密度的要求將會(huì)更高，三元鋰離子電池的潛力將會(huì)得到進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)。

三元鋰離子電池的能量密度接近極限

目前，三元鋰離子電池的能量密度已接近極限。越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外公司和研究機(jī)構(gòu)開(kāi)始關(guān)注固態(tài)電池。目前，純電動(dòng)汽車的發(fā)展受到電池能量密度低的制約。假如沒(méi)有電池能量密度的重大突破，純電動(dòng)汽車的行駛里程將無(wú)法得到顯著提高。純電動(dòng)汽車的發(fā)展將依賴政策支持的智能化和缺乏市場(chǎng)力量。

根據(jù)三元電池的技術(shù)路線，動(dòng)力鋰電池很難達(dá)到350Wh/kg的能量密度目標(biāo)。因此，該行業(yè)希望依靠固態(tài)電池進(jìn)一步提高它們的能量密度。固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。其固體電解質(zhì)不燃、不腐蝕、不揮發(fā)、不滲漏、高溫性能好、安全性高。固態(tài)電池將大大降低電動(dòng)汽車自燃的可能性。國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的公司和研究機(jī)構(gòu)關(guān)注固態(tài)鋰離子電池。大眾宣布了開(kāi)發(fā)1000公里固態(tài)電池的計(jì)劃;豐田預(yù)計(jì)將在2022年完成固態(tài)電池的研發(fā)，并在2030年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

電解質(zhì)材料是固體鋰離子電池技術(shù)的核心。目前，固體電解質(zhì)的研究重要集中在三種材料上:聚合物、氧化物和硫化物。該聚合物具有良好的高溫性能，已在工業(yè)上得到應(yīng)用。氧化循環(huán)性能好，適用于薄膜柔性結(jié)構(gòu);硫化物的導(dǎo)電性最高，是未來(lái)的重要發(fā)展方向。