根據(jù)《中國制造2025》的規(guī)劃目標，2020年鋰離子電池單體比能量達到300 Wh/kg，2025年達到400 Wh/kg，2030年達到500 Wh/kg。提升能量密度是鋰離子電池研究永恒的話題，行業(yè)內(nèi)普遍認為，鋰離子電池技術(shù)的近期目標是通過高鎳三元正極、硅碳負極實現(xiàn)單體300wh/kg，中期(2025年)目標是基于富鋰錳基/高容量Si—C負極，實現(xiàn)400wh/kg。

鋰離子電池比能量的提升離不開材料技術(shù)的進步和生產(chǎn)工藝的提升。目前，關(guān)于鋰離子電池的研究工作多集中在開發(fā)新的電極活性材料，隔膜和電解質(zhì)材料，卻很少關(guān)注電極和電池結(jié)構(gòu)對電池性能的影響。比如通過優(yōu)化電極的結(jié)構(gòu)，可以提高電極的導(dǎo)電性和其對電解液的浸潤性能，加快電子和離子在整個電極內(nèi)部的傳輸速率，進而提升電池的能量密度和倍率性能。

提升涂布量是提升鋰離子電池能量密度的有效方式，但是隨著涂布量的上升，我們會發(fā)現(xiàn)鋰離子電池的電性能，特別是倍率性能和循環(huán)性能出現(xiàn)了顯著的下降，這主要是因為鋰離子電池的電極是由顆粒組成的多孔結(jié)構(gòu)，其中的孔隙復(fù)雜、迂曲度高，會顯著增加鋰離子在其中擴散的阻力。能量密度提高以后，電極設(shè)計問題更突出?；钚晕镔|(zhì)在電池中的占比是影響電池比能量的一個重要因素。同樣正負極材料，同樣的克容量，如果一個電池里面活性物質(zhì)質(zhì)量占比較小的話，電池的能量密度就低。所以要提高能量密度，一定要從相同重量的電池里面盡量多地填充活性物質(zhì)?；钚晕镔|(zhì)多一定是輔助材料少，銅箔要減少、鋁箔要減少；其實最主要的是將電極做厚，電極厚了，集流體和隔膜的用量也就減少了。然而，如何獲得既具有良好的電子/離子傳輸特性，又具有較高活性物質(zhì)負載量的厚電極是一個巨大的挑戰(zhàn)。鋰離子電池電極不能做厚，厚了之后電極表面極化就變大了，電極在厚度方向的利用率就降低，而且會造成充電過程中負極析鋰、正極分解等問題。從提高能量密度來講，希望越厚越好；但是極化理論告訴我們，電極越薄越好，這兩者是完全矛盾的。隨著能量密度提高，比如一個單體100wh/kg，現(xiàn)在變成300 wh/kg，意味著單位重量的材料所承擔的電流同步提高，因此對于高能量密度電池，保持功率性能是非常難的，所以高載量的電極設(shè)計技術(shù)越來越重要。

由于技術(shù)的限制，高性能動力電池的容量并不大，并且高性能電機的大電流對于電池包發(fā)熱的控制也是一項嚴峻的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)也正是FE這項賽事存在的意義之一。

用激烈的比賽，不斷逼出賽車的極限，在復(fù)雜的情況下，找出怎樣提高電池容量、提高電機穩(wěn)定性、加快充電速度和改善賽車散熱的方法。最有利的證明就是，保時捷在FE驗證的快速充電技術(shù)已經(jīng)遠遠超過了現(xiàn)在民用整車廠的技術(shù)。

邁凱倫參與FE當然也不是為了參與而參與，顯然是為了提高自己的電池技術(shù)，然后再應(yīng)用在自己的民用車上。近日，邁凱倫的執(zhí)行長Mike Flewitt先生就明確表示：“我們有意生產(chǎn)純電動跑車，不過在電池技術(shù)還未成熟前并不急于打造，我們認為在2025年前電池技術(shù)還不會完全成熟，以目前的科技而言還無法滿足我們對于性能的要求。”

2016年，F(xiàn)E正式招標2018—2019賽季的電池供應(yīng)商時，沒有任何一家中國的電池企業(yè)參與投標，而英國的威廉姆斯車隊和邁凱倫車隊卻在展開競爭，他們已經(jīng)把自身電池技術(shù)的發(fā)展提升到了國家層面。在贏得了英國的APC6比賽，獲得1億英鎊建廠資金之后，威廉姆斯先進技術(shù)工程公司的總經(jīng)理Craig Wilson表示：“我們真的相信我們可以改變英國的制造能力，并為汽車產(chǎn)業(yè)和能源存儲的未來作出重大貢獻。這個電池廠項目將基于我們過去十年積累的豐富的電池經(jīng)驗和專業(yè)知識，進一步提升英國的電池制造能力。”當國外這些經(jīng)過高強度比賽檢驗的電池與我們的民用電池產(chǎn)品展開競爭的時候，我們該如何應(yīng)對呢？更何況，如今德法正在積極推進動力電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的成立，在不久的將來，國內(nèi)動力電池將面臨歐洲優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的競爭，到那時我們又該如何應(yīng)對呢？

或許不是每家企業(yè)都有參與國際賽事的機會，但我們的電池產(chǎn)品只有經(jīng)得起這樣的千錘百煉，才能讓消費者在使用時更加安心。