提升续航里程的法宝，关于电池能量密度的那些事

电动邦 2019-01-02 10:59:09

电池容量简单来说就是电池能装多少电，电池容量越大，装的电就越多，车子跑的就越远，但这样会导致车辆过重，反而影响续航。所以今天我们来讲一讲另一个提升容量的方法——增大电池能量密度。

■ 什么是电池能量密度

“能量密度”既然被称为密度，那么就跟我们初中物理学的概念一样，它表示单位体积/质量电池内储存的电量。也就是说，如果电池的能量密度大的话，要实现相同的容量，就可以少带几个电池，减少电池的重量；或者在相同重量的前提下，多带几个电池，增大电池容量。

密度这个东西相信大家都能理解，我就不在这里瞎比喻了，但如果真的要比喻一下，下面这个流传很广的，相同重量肥肉和肌肉的体积对比图就很合适：

■ 能量密度跟什么有关？

电池的能量密度基本由电池的正负极决定的，但只是正负极活性材料也不能保证电池能发上电，得有很多非活性物质，比如导电辅助剂、活性粉末之间的粘结剂、隔离膜、阴阳极的箔材、绝缘固定的胶纸、铝塑膜壳或者钢铝壳等等。

上面那段话什么意思呢？拿锂离子电池举个例子，正极负责产生锂离子，电解液负责运输，负极负责接收。我们站着说话不腰疼的分析一下，提高的方法无非就是：正极多产生点锂离子，电解液多运输点，负极多接收点……这是一个“道理我都懂，就是实现起来比较困难”的事。

比如说著名的特斯拉21700电池，就是通过这些手段来提高锂离子电池的能量密度的：使用直径更大的电芯(21毫米)、提高正极活性物质占比、减少结构件等非活性材料的比重。

能量密度的提升也有很多黑科技，如果你足够关注电动车的话，能在科技、汽车网站上刷出很多相关新闻。

■ 为什么车企比消费者更关心能量密度？

这个事是国家牵的头，财政部、工信部、科技部、发改委联合发布《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，这里面跟电池能量密度有关的是这几条：

1.到2020年，锂离子动力电池单体比能量大于300瓦时/千克；系统比能量争取达到260瓦时/千克（在12月18日发布的新规中取消）；成本小于1元/瓦时；使用环境达-30℃到55℃；具备3C充电能力。

2.到2025年，单体比能量达500瓦时/千克。

3.力争实现单体电池瓦时/千克、系统260瓦时/千克的锂离子电池产品产业化和整车应用。

那么怎么逼企业实现这个大目标呢？只要把能量密度和补贴挂钩就行了嘛。

按这个补贴方式来看，2018年能量密度能达到160瓦时/千克就能获得最高补贴，2019年网传这个值要变为180瓦时/千克。

■ 汽车厂商和电池供应商做到什么水平了？

按现在这个表所展示的情况来看，好像没人能拿到网传的2019年最高补贴，这里面能量密度最高的是风神E70 500，170瓦时/千克，这个电池是宁德时代提供的。

但是汽车厂商和电池厂商也是有小目标的，比如这份宁德时代的产品规划显示，2019年他们是能拿出180瓦时/千克的电池的。

再看比亚迪，比亚迪明年计划主推235瓦时/千克的三元方形电芯产品，但具体应用状况如何，还将受到政策、市场等多方面因素影响。照此成组效率推测，比亚迪明年也可能达到180瓦时/千克的水平。

还有国轩高科，此前他们承接了国家科技部的300瓦时/千克高能量密度电池专项课题，目前该项目进展顺利，新技术也将在未来逐步实现商业化应用。

■ 听说电池能量密太高影响安全？

对于目前锂离子电池来说，高能量密度就意味着单位体积内活跃的锂离子更多，锂离子这个东西就是喜欢燃烧，也就是从理论上来讲，盲目追求过高能量密度，而保护措施又跟不上的话，的确会导致安全性降低。

要不你们以为，上面说的《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》里第一条的前半句为什么被取消了？

关于安全问题，只能靠各位专家来不断攻克了，我们这些凡人在此多说也无用，邦老师给大家介绍几种增加电池安全性的理论方法吧。

1.从单体电芯方面努力，比如正负极材料的改进、电解液添加阻燃剂等。

2. 从PACK的层面努力，更注重电池与使用环境的关系，比如说厂商经常拿来宣传的

各种电池包测试等，加强防护结构、阻燃设计、过流保护等都是有用的办法。

▲ 某电池穿刺实验视频截图

3. 接着就是BMS等系统控制方面的东西，如果说前面两个是让电池身体更强壮，装备更齐全，那BMS的加强就是让电池的脑子变得更好。大家如果想详细了解，可以看看之前邦老师的文章：一年起火40多次，召回3.56万缺陷车今年电动车怎么了？

一句话，作为一个媒体和消费者，我们希望厂商在2019年能在保证安全的前提下，让自己的车子能拿到尽可能高的补贴，毕竟安全和金钱是我们最关心的问题不是？如果这两点真的互为矛盾的话，那邦老师建议选择的，当然是舍“金钱”而取“安全”。

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