影響續(xù)航的關(guān)鍵因素 短平快了解電池能量密度
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-28 13:28
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買油車跟買電車有很多共同點，比如挑空間、挑配置和顏色等等，同樣也有不同的地方比如挑續(xù)航里程、挑充電速度等，其實整車采用的動力電池的能量密度是一個隱形的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，它不僅是動力電池企業(yè)的終極改進目標(biāo)，也是國家專項補貼的最重要的考察項目。
影響續(xù)航的關(guān)鍵因素 短平快了解電池的能量密度
初中物理老師告訴我們，“一碗水要比一碗油要重”，這就是密度的一次直觀展示。單位體積的質(zhì)量越高，密度就越高，其實我們今天要說的能量密度跟這個一樣也比較好理解。
影響續(xù)航的關(guān)鍵因素 短平快了解電池的能量密度
舉個例子來說，同樣一個重量的兩個電池組，能量密度更高的一個肯定能讓同一個車行駛的更遠(yuǎn)。
影響續(xù)航的關(guān)鍵因素 短平快了解電池的能量密度
根據(jù)不同形式的測算，汽油的能量密度大約是鋰電池的50-100倍，所以想要純電動車的各項指標(biāo)趕上汽油車，需要電池技術(shù)的更快進步。
※國內(nèi)主流純電動車的電池組能量密度處于什么水平？
市場上部分純電動車型的電池組能量密度相差并不大，這主要是跟動力電池供應(yīng)商的技術(shù)水平差不多，目前國內(nèi)主流的電池供應(yīng)商有寧德時代、比亞迪、孚能科技等等，整體上技術(shù)有所區(qū)別，但整體都處在差不多的技術(shù)水平上。
當(dāng)然，純電動車的續(xù)航跟電池能量密度并無非常直接的關(guān)系，這也是消費者并不直接關(guān)注這項指標(biāo)的原因。真正關(guān)心這項技術(shù)指標(biāo)的是汽車企業(yè)和主管政府機構(gòu)，原因在于——政府補貼。
※補貼與能量密度息息相關(guān)
汽車企業(yè)關(guān)心能量密度的原因在于國家層面上的補貼與該指標(biāo)直接掛鉤，說白了，整車采用的電池組、電池單體能量密度越高，企業(yè)得到的實惠越大。
2018年的政策將160wh/kg的能力密度作為最高補貼的標(biāo)準(zhǔn)，這也是為什么2018年的純電動新車的能量密度都在160wh/kg以下的原因。
目前，2019年關(guān)于補貼的相關(guān)細(xì)則還未公布，有消息稱，會將補貼的最高標(biāo)準(zhǔn)定在180wh/kg。
之前，國家四部委曾經(jīng)公布過《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》，其中有一些關(guān)于能量密度的中期規(guī)劃：
1.到2020年，鋰離子動力電池單體比能量大于300瓦時/千克；系統(tǒng)比能量爭取達到260瓦時/千克；
2.到2025年，單體比能量達500瓦時/千克。
從企業(yè)層面來說，比亞迪、寧德時代、國軒高科等都有著研發(fā)高能量密度電池組的計劃，在未來幾年就會相繼得到應(yīng)用。
※提高電池能量密度是一個系統(tǒng)工程，并不簡單
理論上，可以把在實驗室環(huán)境下、單體環(huán)境下的能量密度做的很高，但是涉及到批量、涉及到電池組就不那么容易了。
特斯拉21700電池，通過使用直徑更大的電芯(從18到21毫米)、提高正極活性物質(zhì)占比、減少結(jié)構(gòu)件等非活性材料的比重，提升了電池的整體性能。
正負(fù)極活性材料和電解液并不是電池的全部，它還涉及導(dǎo)電輔助劑、活性粉末之間的粘結(jié)劑、隔離膜、陰陽極的箔材、絕緣固定的膠紙、鋁塑膜殼或者鋼鋁殼等，每一步都至關(guān)重要，并且它們之間的調(diào)整都要在合理的成本前提之下。
影響續(xù)航的關(guān)鍵因素 短平快了解電池的能量密度
高能量密度的電池在安全性上需要更加關(guān)注，就像一個能力很大的人在不可控狀態(tài)下造成的危險也越大，所以電池能量密度的事情真不如我們想象的那么簡單。
與鉛酸電池相比，鋰電池的能量密度高、壽命長、體積小、重量輕等優(yōu)點，被人們寄予替代鉛酸電池的厚望。三年前，有業(yè)內(nèi)專家預(yù)測，在制造電動車領(lǐng)域，鋰電池在2015年可以替代大約20%的鉛酸電池，五年內(nèi)可以實現(xiàn)大約替代30%的鉛酸電池。然而時值今日，鋰電池實際替代鉛酸電池不到10%，而未來兩年內(nèi)要實現(xiàn)目標(biāo)看來是非常的艱難。據(jù)最近行業(yè)協(xié)會預(yù)測的數(shù)據(jù)顯示：今年鋰電車的銷量約300萬輛，而整個電動車產(chǎn)銷量約3200萬輛。那么鋰電池替代鉛酸電池的主要障礙在哪里？
鋰電池性價比優(yōu)勢并不突出。據(jù)眾多經(jīng)銷鋰電車的經(jīng)銷商反映：采用國產(chǎn)鋰電池的電動車，返修率居高不下。國內(nèi)實力雄厚的鋰電池企業(yè)與一般的中小鋰電池企業(yè)(pack)工廠制造出來的鋰電池其返修率竟然低到5%，高到13%左右的差距，價格十分的懸殊：以錳系材料的48V12Ah約500元/組左右，鎳鈷錳三元材料的鋰電池48V12Ah約650元/組左右。但是pack鋰電池48V12Ah只有約320元/組左右。但是這種pack鋰電池使用不到一年，電池容量大大衰減，已經(jīng)無法再使用。而錳系材料和三元材料的鋰電池與鉛酸相比，除了體積小與重量輕之外，其余并沒有多大的優(yōu)勢，其使用達到2年以上，電池的衰減程度已經(jīng)無法滿足行駛長距離的要求。
返修時間過長嚴(yán)重制約了消費者的使用。一旦出現(xiàn)鋰電池的故障進行返修，時間長則一個星期左右，甚至有的更長，讓消費者等待得不耐煩，失去了使用的信心。其原因是，經(jīng)銷商無法維修或更換鋰電池內(nèi)部出現(xiàn)問題的電芯，一定要通過快遞運送到制造企業(yè)，通過專業(yè)設(shè)備來進行電池的維修。這是制約鋰電池大規(guī)模替代鉛酸電池的關(guān)鍵之一。
鋰電池過于“嬌貴”，無法像鉛酸電池那樣經(jīng)得起折騰。鋰電車在使用過程中，經(jīng)不起摔扔撞擊，一旦鋰電池遭到刺穿，或者劇烈撞擊把鋰電池摔壞，鋰電池就有可能會產(chǎn)生燃燒與爆炸；鋰電池對充電器的要求很高，不能像鉛酸電池那樣隨便用馬路邊的投幣充電器來充電，一旦電流過大，擊穿鋰電池內(nèi)的保護板就有可能產(chǎn)生導(dǎo)致燃燒甚至爆炸。
由于鋰電池產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，大量的低端鋰電池沖擊著市場，使得經(jīng)銷商對鋰電車企業(yè)的選擇格外的小心謹(jǐn)慎，弄不好哪家制造企業(yè)一年半載之后就關(guān)門跑路，采購進來的鋰電車就要讓經(jīng)銷商全部兜著處理了。由此可見，鋰電池要實現(xiàn)替代鉛酸電池，如果不改變上述的問題，再過五年恐怕也很難
