提高三元锂电池能量比的技术途径有哪些？
来源：宝鄂实业
2019-12-07 21:27
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三元锂电池的能量密度极限在哪里?目前，比亚迪单块磷酸铁锂电池的能量密度为150Wh。在能量密度方面，单ternyuan软包锂电池的比能已批量生产，最高可达210WH/Kg。在提高电池安全性的基础上，预计到2020年，单软包电池的能量密度将达到300WH/Kg。
三元锂电池的能量密度极限在哪里?
三个锂电池。JPG
能量密度是储存在单位空间或质量中的能量。电池的能量密度是电池单位体积或质量释放的能量量。电池的能量密度一般分为两个维度:重量能量密度和体积能量密度。电池的能量密度越高，单位体积或重量储存的能量就越多。
目前，纯电动汽车的发展受到电池能量密度低的制约。如果没有电池能量密度的重大突破，纯电动汽车的行驶里程将无法得到显著提高。纯电动汽车的发展将依赖政策支持的智能化和缺乏市场力量。业内人士表示，目前三元锂电池单体的能量密度已接近极限，再难有大突破。为了进一步提高三元锂电池的能量密度，需要进一步提高电池中镍的比例。
现有锂离子电池的负极材料主要是石墨，石墨的理论克容量为372mAh/g。正极材料磷酸铁锂的理论克容量仅为160mAh/g，三元材料锰镍钴(NCM)的理论克容量约为200mAh/g。
三元锂电池的能量密度分析
能量密度高是三元锂离子电池的最大优势，所以同样重量的电池组有更大的容量，让汽车跑得更远更快。电压平台是衡量电池能量密度的重要指标，决定着电池的基本效率和成本。电压平台越高，比容量越大。因此，相同体积、重量，甚至相同安全工作时间的电池比具有更高电压平台的三元锂电池具有更长的电池寿命。
目前，三元锂离子电池的能量密度已经达到“天花板”。高镍材料和碳硅负极的锂电池的最高能量密度应在300Wh/kg左右，正负20Wh/kg。目前，中国新能源汽车市场上的纯电动汽车主要以三元锂电池材料和磷酸铁锂电池为动力。
提高三元锂电池能量比的技术途径
一是技术进步，但现在电池技术设计已经比较成熟，没有太多的空间来提高电池的能量比;
其次，材料的物理和化学性质限制了材料性能的提高。以磷酸铁锂和锂三元为正极，碳材料为负极的锂离子动力电池在能量密度上很难有大的突破。
三、新材料、新系统，即开发具有高比能的新材料，开发新型动力三元锂电池系统是未来动力电池比例提高的主要途径。
与磷酸铁锂电池相比，特斯拉使用的三元锂电池具有更高的重量和能量密度，约为200Wh/kg，这意味着同等重量的三元锂电池比磷酸铁锂电池续航里程更长。
磷酸铁锂电池的能量密度通常在90Wh/ kg-120wh /kg之间，而三元锂电池的能量密度可以达到200Wh/kg左右，说明三元锂电池具有明显的能量密度优势。
