鉅大LARGE | 點擊量：487次 | 2022年07月22日
下一代鋰電池能量密度將翻倍 TSLA比亞迪如何應對？
隨著電動汽車市場普及速度的不斷加快，更長的續航里程需求對動力鋰電池的能量密度提出了挑戰，而解決動力鋰電池能量密度的關鍵則在于電池材料技術的突破。
電動汽車鋰電池
"2020年動力鋰電池模塊的能量密度達到300瓦時/千克"被政府和業界作為下一段發展目標提出。現在距離2020年還有7年時間，可產業化的下一代動力鋰電池卻還沒有浮出水面。學者們看好鋰硫電池、鋰氧電池等新材料電池，而從業者則對下一代動力鋰電池產業化前景更為悲觀，認為達到300瓦時/千克的材料，現在還沒看到。
400-500公里的續駛里程有關傳統燃油汽車來說是十分容易達到的數值，而有關電動汽車來說卻遙不可及。目前，主流電動汽車續駛里程多在200公里以下，少數如比亞迪E6、TSLAModelS等則通過新增電池組數量，犧牲車重、成本經濟性的方式新增續駛里程，其模式難以推廣。
即使不要求電動汽車的續駛里程和傳統燃油汽車看齊，僅僅是從更高效率的角度看，提升電池比能量、降低電池重量也是必須的。而現階段單體電池比能量僅110-120Wh/kg，組合成電池包后，電池系統能量密度還不到90Wh/kg。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
根據國務院頒布的《節能和新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》中提及的目標，至2015年動力鋰電池模塊的能量密度達到150Wh/kg(折算成單體電池，其能量密度大約要達到170-190Wh/kg)，至2020年動力鋰電池模塊的能量密度達到300Wh/kg(對應的單體電池能量密度至少達到330Wh/kg以上)。
鋰硫和鋰空氣(鋰氧)電池正成為當下國際鋰電池材料研究領域正在積極攻關的重點。
Oxis能源公司日前表示其開發的鋰-硫電池能量密度超過了300瓦時/千克，并期望在2018年研發出存儲能力是目前兩倍的鋰-硫電池。不僅如此，Oxis預計2016年下旬會公布一款能量密度超過400Wh/kg的鋰電池產品，同時期望在2018年底將該數值提升至500Wh/kg以上。
我國工程院院士、我國科學院物理研究所研究員陳立泉認為，鋰氧電池的現狀是在實驗室階段，但是國外很多公司還在研究，國內公司還沒有開展相關的研究。雖然常規的電池材料研發上我國并不落后于國際水平，不過在更頂端動力鋰電池體系的研發上，國內和國際水平還有很大差距。
陳院士在接受筆者采訪時稱，短時間內要想從電池材料上出現較大的突破還不現實，我國鋰電行業有必要從中長期確定適合的電池路線以防止走彎路。
小結：
目前電動汽車面對的發展瓶頸一方面表現為續航里程不夠理想；另一方面充電基礎設施建設不足也是制約電動汽車大規模推廣的重要原因。為了能夠有效緩解用戶的"里程焦慮"，各大電池廠商聯合汽車主機廠重要集中在高性能鋰電池的研發上，像北汽新能源和韓國SK共同開發的三元鋰電池容量達到了30.4千瓦時，因此北汽全新電動汽車EV200/ES210的續航里程在等速行駛下均超過了240公里。不過續航里程并非越高越好，用戶還應根據自身需求選擇合適的車型，畢竟續航里程越高，鋰電池成本隨之攀升，并不適合中低端電動汽車的推廣和市場培育。
在鋰電池一家獨大的今天，研究人員把目光放在了金屬性更為活躍的金屬鎂上，而鎂離子因為2價屬性結合電子的能力更強，所以，理論上來講，假如兩塊電池分別使用了同等密度含量的鎂離子和鋰離子，使用鎂離子作為傳遞電子介質的電池能量存儲密度將是鋰電池的兩倍。不過這項技術目前仍不成熟，還有待解決電解液的問題。
