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維度。

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

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

電池的能量密度越大，單位體積、或重量內(nèi)存儲的電量越多。

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，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。要實現(xiàn)這一愿景，發(fā)展固態(tài)鋰離子電池是一個相當(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。現(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)勢就是穩(wěn)定，即便碰撞、穿刺也不會有自燃爆炸風(fēng)險，安全相比于效能其實更值得重視，其實在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個只是治標(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。電池包的成組考驗的是電池攻城獅們對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。