能量密度

能量密度是指在單位一定的空間或質(zhì)量物質(zhì)中儲(chǔ)存能量的大小。電池的能量密度也就是電池平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能。電池的能量密度一般分重量能量密度和體積能量密度兩個(gè)維度。

(1)電池重量能量密度=電池容量×放電平臺(tái)/重量，基本單位為Wh/kg(瓦時(shí)/千克)。

(2)電池體積能量密度=電池容量×放電平臺(tái)/體積，基本單位為Wh/L(瓦時(shí)/升)。

電池的能量密度越大，單位體積、或重量?jī)?nèi)存儲(chǔ)的電量越多。

固態(tài)鋰離子電池能量密度

固態(tài)電池其電解質(zhì)為固態(tài)，具有的密度以及結(jié)構(gòu)可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導(dǎo)更大的電流，進(jìn)而提升電池容量。因此，同樣的電量，固態(tài)電池體積將變得更小。不僅如此，固態(tài)電池中由于沒有電解液，封存變得更加容易，在汽車等大型設(shè)備上使用時(shí)，也不要再額外新增冷卻管、電子控件等，在節(jié)約成本的同時(shí)還減輕自身重量。此外，在能量密度方面，鋰離子電池的技術(shù)正由鋰離子向鋰金屬更高的能量密度發(fā)展。

按照《我國(guó)制造2025》確定的技術(shù)目標(biāo)，2020年鋰離子電池能量密度到300Wh/kg，2025年能量密度達(dá)到400Wh/kg，2030年能量密度達(dá)到500Wh/kg。要實(shí)現(xiàn)這一愿景，發(fā)展固態(tài)鋰離子電池是一個(gè)相當(dāng)穩(wěn)妥的選擇。而固態(tài)鋰離子電池的能量密度則會(huì)高很多，全固態(tài)鋰離子電池的能量密度最高潛力達(dá)900Wh/kg，并且結(jié)構(gòu)更加安全，所以它一度被認(rèn)為是理想的汽車電池。

鐵鋰離子電池能量密度

據(jù)了解，鐵鋰離子電池單體電池的能量密度可達(dá)157Wh/kg，但單體電池成組后能量密度則降為100Wh/kg?，F(xiàn)在磷酸鐵鋰離子電池的能力密度一般還都是在150Wh/kg左右，即使做得好一些，也是在160Wh/kg左，這個(gè)和三元電池的200Wh/kg能量密度相比，差距很大。即將生產(chǎn)的32131高能量密度圓柱磷酸鐵鋰離子電池，單體能量密度達(dá)到180Wh/kg，使用該電池的乘用車，續(xù)航里程可達(dá)到300km以上。

鐵鋰離子電池的優(yōu)勢(shì)就是穩(wěn)定，即便碰撞、穿刺也不會(huì)有自燃爆炸風(fēng)險(xiǎn)，安全相比于效能其實(shí)更值得重視，其實(shí)在2017年之前磷酸鐵鋰離子電池在新能源行業(yè)的裝幾率高達(dá)70%。假如把磷酸鐵鋰離子電池的電池密度做的更高，在保證安全的基礎(chǔ)上，必定會(huì)增強(qiáng)吸引力，畢竟關(guān)于車企而言，性能上稍打折扣，在安全性上更進(jìn)一步未必不是一種好的選擇。

如何提高能量密度

1.增大電池尺寸。電池廠家可以通過增大原來電池尺寸來達(dá)到電量擴(kuò)容的效果。但是電芯變胖或者長(zhǎng)個(gè)只是治標(biāo)，并不治本。釜底抽薪的辦法，是從構(gòu)成電池單元的正負(fù)極材料以及電解液成分中，找到提高能量密度的關(guān)鍵技術(shù)。

2.化學(xué)體系變革。由于目前負(fù)極材料的能量密度遠(yuǎn)大于正極，所以提高能量密度就要不斷升級(jí)正極材料。

3.系統(tǒng)能量密度：提升電池包的成組效率。電池包的成組考驗(yàn)的是電池攻城獅們對(duì)單體電芯和模組排兵布陣的能力，要以安全性為前提，最大程度地利用每一寸空間。