电池的能量密度跟什么有关?
来源:宝鄂实业
2019-05-15 11:53
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能量密度”既然被称为密度,那么就跟我们初中物理学的概念一样,它表示单位体积/质量电池内储存的电量。也就是说,如果电池的能量密度大的话,要实现相同的容量,就可以少带几个电池,减少电池的重量;或者在相同重量的前提下,多带几个电池,增大电池容量。
密度这个东西相信大家都能理解,我就不在这里瞎比喻了,但如果真的要比喻一下,下面这个流传很广的,相同重量肥肉和肌肉的体积对比图就很合适:
■ 能量密度跟什么有关?
电池的能量密度基本由电池的正负极决定的,但只是正负极活性材料也不能保证电池能发上电,得有很多非活性物质,比如导电辅助剂、活性粉末之间的粘结剂、隔离膜、阴阳极的箔材、绝缘固定的胶纸、铝塑膜壳或者钢铝壳等等。
上面那段话什么意思呢?拿锂离子电池举个例子,正极负责产生锂离子,电解液负责运输,负极负责接收。我们站着说话不腰疼的分析一下,提高的方法无非就是:正极多产生点锂离子,电解液多运输点,负极多接收点……这是一个“道理我都懂,就是实现起来比较困难”的事。
比如说著名的特斯拉21700电池,就是通过这些手段来提高锂离子电池的能量密度的:使用直径更大的电芯(21毫米)、提高正极活性物质占比、减少结构件等非活性材料的比重。
能量密度的提升也有很多黑科技,如果你足够关注电动车的话,能在科技、汽车网站上刷出很多相关新闻。
■ 为什么车企比消费者更关心能量密度?
这个事是国家牵的头,财政部、工信部、科技部、发改委联合发布《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,这里面跟电池能量密度有关的是这几条:
1.到2020年,锂离子动力电池单体比能量大于300瓦时/千克;系统比能量争取达到260瓦时/千克(在12月18日发布的新规中取消);成本小于1元/瓦时;使用环境达-30℃到55℃;具备3C充电能力。
2.到2025年,单体比能量达500瓦时/千克。
3.力争实现单体电池瓦时/千克、系统260瓦时/千克的锂离子电池产品产业化和整车应用。
那么怎么逼企业实现这个大目标呢?只要把能量密度和补贴挂钩就行了嘛。
按这个补贴方式来看,2018年能量密度能达到160瓦时/千克就能获得最高补贴,2019年网传这个值要变为180瓦时/千克。
按现在这个表所展示的情况来看,好像没人能拿到网传的2019年最高补贴,这里面能量密度最高的是风神E70 500,170瓦时/千克,这个电池是宁德时代提供的。
但是汽车厂商和电池厂商也是有小目标的,比如这份宁德时代的产品规划显示,2019年他们是能拿出180瓦时/千克的电池的。
再看比亚迪,比亚迪明年计划主推235瓦时/千克的三元方形电芯产品,但具体应用状况如何,还将受到政策、市场等多方面因素影响。照此成组效率推测,比亚迪明年也可能达到180瓦时/千克的水平。
还有国轩高科,此前他们承接了国家科技部的300瓦时/千克高能量密度电池专项课题,目前该项目进展顺利,新技术也将在未来逐步实现商业化应用。