電池能量密度是什么？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-01 21:34
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動力電池正極材料有三元鋰、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰等，它們很大程度決定了電池性能、穩(wěn)定性、續(xù)航以及壽命。其實，電池正極材料的結構和它的物理、化學特性還決定了另一個重要指標——“電池能量密度”電池能量密度的概念和其他物質密度的概念一樣，簡單來說就是單位重量或體積下電池含有的電能。不要小看這個能量密度的概念。不同電池正極材料有不同的密度，而各家車廠也會根據(jù)自身產(chǎn)品的需要，調(diào)整車型間電池的性能；不同車廠間，電池種類、能量密度都不盡相同。
各類型電池材料需求也不同（18年9月，圖借自網(wǎng)絡蓋世大V崔東樹）舉個例子（真的是舉例），在你面前有兩粒鈣片（相同品牌，質量和含量穩(wěn)定、有可比性），它們的重量和大小一樣，第一種每片含鈣100毫克，另一種每片200毫克，那么同樣補充1000毫克鈣，第一款要吃10粒，第二款吃5粒就行（非廣告，請自動忽略品牌和包裝內(nèi)容）
不同密度（鈣含量）的鈣片（圖自網(wǎng)絡）電池的能量密度和鈣片的鈣含量一樣，相同體積或重量下，能量密度越高提供的電能也就越多，續(xù)航相對也越長，提高電池能量密度等于增加了車輛續(xù)航。再舉個例子，一款純電動車A，能量密度160wh/kg；電動車B，能量密度是140wh/kg，假設二者的電池重量、車重都相同，那么正常情況下，A一定比B攜帶的電能多，續(xù)航也就越長。
嚴格來講，電池能量密度分為電芯的能量密度和電池系統(tǒng)的能量密度。前一期我們講過，電池由許多電芯組成，每個電芯都是獨立生產(chǎn)的，個體之間的一致性難免會存在細微的差異，它們連接在一起組成模組，多個模組再和其他電池結構相連，但其中的層層關卡導致整個電池系統(tǒng)的能量密度相對電芯單體有所減少，如果一個電芯的能量密度是200wh/kg，那么他們組成電池組后，能量密度很有可能減少到150或160wh/kg左右的樣子。
受諸多因素影響，通常電池系統(tǒng)能量密度會低于單個電芯的能量密度通常，一輛電動車電池能量密度的高低，是以電池系統(tǒng)的能量密度作為評判標準的。你會想，這和買車有什么關系？在當下，電池系統(tǒng)的能量密度不僅影響電池的性能和續(xù)航，還影響購車補貼，補貼多，你花的錢就少，再加上地方補貼，電池能量密度高的電動車能幫你省不少錢。
電池能量密度與現(xiàn)今電動車補貼（2018年國家補貼標準）在現(xiàn)今國家補貼政策中，總的補貼金額中有一個系數(shù)是電池系統(tǒng)能量密度調(diào)整系數(shù)，這個系數(shù)有個區(qū)間（如上圖），如果你買的車電池系統(tǒng)能量密度低，很有可能乘以0.6或1，導致總的補貼變少或不變。
通常，增加動力電池能量密度的方法，是尋找擁有更高能量密度的新材料。但電池行業(yè)經(jīng)過多年的研發(fā)、演進，發(fā)現(xiàn)三元鋰電池從綜合表現(xiàn)上更加符合行業(yè)的需求，可能性比較靠譜，所以一直在這條軌跡上一路發(fā)展。例如，從最早的鐵電池發(fā)展到鋰離子電池，再從業(yè)界早期的333（1:1:1鎳錳鋁）鋰離子電池體系，向811高鎳體系鋰離子電池邁進，鎳在電芯中的比例不斷升高；當下更多的廠商則通過增加電芯單體的體積或者改變電池結構等方式增加能量密度。比如特斯拉從18650轉向21700電池，則是通過增加電芯單體的尺寸，獲得更高的能量密度。
其實這種方式，實質上有幾方面改進，一方面是電芯本身能量密度就有提升，二是減輕了電池系統(tǒng)整體的重量，減少了電芯個數(shù)的同時，連接線束、結構更加簡單，電池系統(tǒng)的損失更小，能量密度能更大。
