去年國內車市不景氣，哀鴻遍野，滿地涼涼，一向成績優秀的合資企業不少也是由漲轉跌。然而在這樣慘淡的大環境下，新能源汽車依舊逆勢大漲，產銷破百萬，成為市場最耀眼的明星。

新能源汽車的快速發展很大程度得益于動力電池性能的大幅提升。自2008年鋰離子動力電池應用于電動汽車已經10年，實際裝車產品的能量密度提高了2.5倍，實現了蓄電池領域百年來革命性的突破。對比2017年、2018年上市新能源車型的能量密度，短短一年間提升巨大，平均數從103.3Wh/kg增長到142.4Wh/kg。

性能提升推動動力電池價格大幅下降。過去十年間，日韓電池龍頭價格已從2010年的600-800美元/KWh降至目前150-200美元/kWh，國內龍頭廠商在2016年底也降至300美元/kWh左右，目前已進入到200-250美元/kWh。據報道，國內電池巨頭比亞迪電池成本可以做到0.9元/wh。

目前，我國新能源汽車市場上的純電動汽車所搭載的動力電池，大多數為三元鋰材料和磷酸鐵鋰材料電池。盡管相比鉛酸和鎳氫電池，能量密度已經有了極大的提高，但是依然難以打消消費者的里程焦慮。毫無疑問，動力電池技術瓶頸在很長一段時間內，阻礙了新能源汽車產業化進程。那么，鋰離子電池密度究竟還能不能再提高了？新能源汽車電池還會有革命性的突破嗎？

想解答這個問題，首先得從電池的能量密度說起。電池的能量密度也就是電池平均單位體積或質量所釋放出的電能。電池的能量密度越大，單位體積、或重量內存儲的電量越多。

對于電動汽車來說，電池的能量密度常常指向兩個不同的概念，一個是單體電芯的能量密度，一個是電池系統的能量密度。電芯是一個電池系統的最小單元。以軒逸純電為例，8個電芯組成一個模組，24個模組組成一個電池包，這是車用動力電池的基本結構。

單體電芯能量密度，顧名思義是單個電芯級別的能量密度。系統能量密度系統能量密度是指單體組合完成后的整個電池系統的電量比整個電池系統的重量或體積。因為電池系統內部包含電池管理系統，熱管理系統，高低壓回路等占據了電池系統的部分重量和內部空間，因此電池系統的能量密度都比單體能量密度低。

要提高動力電池包能量密度，一是提高成組效率，二是采用更高能量密度的電芯。成組技術可以通過改善電池包設計以及采用碳纖維的輕型材料，不過提升空間不大，只能看作是零敲碎打。

提高單體電芯能量密度才是解決問題的核心。限制鋰電池的能量密度提升的原因是電池背后的化學體系。一般而言，鋰電池分為五大部分：正、負電極，電解質，膈膜，外殼體。正負極是儲能放電的主戰場，所以絕大部分電池的研發都集中在正負極材料的擴展。

電池的能量密度受制于由電池的正負極。由于目前負極材料的能量密度遠大于正極，所以提高能量密度就要不斷升級正極材料。舉例來說，我們都知道以三元鋰為正極的電池包系統能量密度要高于以磷酸鐵鋰為正極的電池包系統。這是因為正極材料磷酸鐵鋰理論克容量只有160mAh/g，而三元材料鎳鈷錳（NCM）約為200mAh/g。

三元材料通指鎳鈷錳酸鋰氧化物大家族，我們可以通過改變鎳、鈷、錳這三種元素的比例來改變電池的性能。鎳的含量越高，意味著電芯的比容量就越高。目前公認的下一代811電池就是高鎳電池。

當然，電池負極材料也有很大提升空間。目前，用硅碳復合材料來提升電池能量密度的方式，已是業界公認的鋰離子電池負極材料發展方向之一。特斯拉發布的Model3就采用了硅碳負極。硅基負極材料的比容量可以達到4200mAh/g，遠高于石墨負極理論比容量的372mAh/g，因此成為石墨負極的有力替代者。

不過這種提升也是有天花板的，想要有突破性進展，還得在電池結構上另辟蹊徑。

基于上述思想，固態電池逐漸進入科學家視野。固態電池的原理與傳統的液態鋰電池相同，只不過其電解質為固態，具有的密度以及結構可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導更大的電流，進而提升電池容量。因此，同樣的電量，固態電池體積將變得更小。不僅如此，固態電池中由于沒有電解液，封存將會變得更加容易，在汽車等大型設備上使用時，也不需要再額外增加冷卻管、電子控件等，不僅節約了成本，還能有效減輕重量。

不僅如此，全固態鋰電池也具有極高的安全性，其固態電解質不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液，同時也克服了鋰枝晶現象，搭載全固態鋰電池的汽車的自燃概率會大大降低。

固態鋰電池當前能量密度約400Wh/Kg，預估最大潛力值達900Wh/Kg，有超過100%的提升空間。固態鋰電池正是大眾期待的變革性產品。不過，全固態電池大規模商業化估計在2025-2030年（再往后）才會真正實現，還需要業界持續的努力。

基本上可以這樣預測，鋰電池未來發展之路將經過以下階段：2020年前采用高鎳正極+準固態電解質+硅碳負極實現300Wh/Kg，2025年前采用富鋰正極+全固態電解質+硅碳/鋰金屬負極電池實現400Wh/Kg，2030年前燃料/鋰硫/空氣電池實現500Wh/Kg。

最后，必須要指出的是，電池的能量密度并不是越高越好，電池是一個綜合性產品，提高能量密度同時也會提升電池安全風險，必須綜合考慮。對于新能源汽車來說，續航也不會無限制的提升，隨著充電樁密集程度的提升，未來的主流續航里程將縮短到300公里左右。