你知道动力锂电池和消费锂电池从研发角度讲有什么区别吗？

动力电池即为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。

　　蓄电池是电池中的一种，它的作用是能把有限的电能储存起来，在合适的地方使用。它的工作原理就是把化学能转化为电能。

　　它用填满海绵状铅的铅板作负极，填满二氧化铅的铅板作正极，并用22～28％的稀硫酸作电解质。在充电时，电能转化为化学能，放电时化学能又转化为电能。电池在放电时，金属铅是负极，发生氧化反应，被氧化为硫酸铅；二氧化铅是正极，发生还原反应，被还原为硫酸铅。电池在用直流电充电时，两极分别生成铅和二氧化铅。移去电源后，它又恢复到放电前的状态，组成化学电池。铅蓄电池是能反复充电、放电的电池，叫做二次电池。它的电压是2V，通常把三个铅蓄电池串联起来使用，电压是6V。汽车上用的是6个铅蓄电池串联成12V的电池组。铅蓄电池在使用一段时间后要补充硫酸，使电解质保持含有22～28％的稀硫酸。

　　锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池来自于伟大的发明家爱迪生。

　　由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。

　　随着二十世纪微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。

　　最早得以应用于心脏起搏器中。由于锂电池的自放电率极低，放电电压平缓。使得起搏器植入人体长期使用成为可能。

　　锂电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源。二氧化锰电池，就广泛用于计算机，计算器，照相机、手表中。

　　动力电池和锂电池有什么联系

　　电池按化学种类分，可以分为铅酸电池、一次碱性电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等等。电池按可以输出的放电电流大小可以分为动力电池和普通电池，动力电池与普通电池的差别基本定义为：普通电池可以以最大3C电流放电，而动力电池一般是指可以以5C电流放电，而且超高倍率的动力电池可以以20C或更大的电流进行放电。

　　所以说，锂电池有普通型也有动力型。动力电池中有铅酸电池，也有镍氢电池，也有锂离子电池等。

　　动力锂电池和消费锂电池从研发角度讲有什么区别？

　　动力类锂离子电池需要更多考虑可靠性和一致性，毕竟要长时间（至少5~10年）、恶劣环境（冬天低温、夏天暴晒、雨雪）、大量电池串并联配组使用。考虑可靠性和一致性，假设一辆汽车使用1000只动力电池，理想上，汽车厂家希望一个车型10万辆车的规模下不要出问题，也就是理想上要求动力电池出问题（安全、存储、循环等）的几率要在一亿分之一以下（当然对于最高端消费类电池而言，苹果也对供应商要求到了这个级别）。考虑到可靠性，动力类电池一般设计冗余更多，使用更厚的隔膜、箔材和外壳，因此能量密度也就大概是消费类电池的一半吧。

　　消费类锂离子电池无需长时间可靠性（循环也无需做得太好，因为反正一两年就会换），一般不需要配组单独使用，所以对一致性没有太大要求，但是由于消费类的手机、pad空间有限并且非常珍贵，因此消费类锂离子电池对于尺寸要求严格、容量、能量密度等要求很高。

　　对于安全而言，动力电池有更多的外部保护电路、散热布局等，当然也面临更恶劣的条件（更高的外部电压、更大的电流、更复杂的外部环境），消费类电池的保护更少，要在更高能量密度的基础上靠电池的材料和设计抗住各种危及安全的情况。

　　我个人认为，高端的消费类电池使用了最先进的技术和材料，而动力电池更多是需要先进的工艺控制、一致性控制和质量管理。

　　1.容量不一样，动力的一般大手机及其他电子产品的容量小，

　　2.循环寿命动力的也会高点

　　3.在温度控制点来说动力会有电池组的的一个保护温度。

　　动力锂电池和容量型锂电池有什么区别？

　　锂电池的种类是很多的，像动力型锂电池和容量型锂电池都是，那么到底这两种锂电池之间有什么区别呢？可能很多人都不是很清楚

　　1、电压大小不同

　　在电池行业上，电压增大了，其对应的输出电压也会增大，从而使得动力型锂电池组能够满足一些大功率的设备上；而并联方式直接影响的结果就是使得整个电池组的电流增大，而容量是受输出端的电流影响的，所以并联的直接作用就是使得锂电池组的容量增大，以这种方式连接的电池组的容量往往会比较大，也就是所谓的容量型锂电池组。

　　2、应用的产品不同

　　一些大型设备上需要的电压值较高，因为小功率的电池组带不起运转，所以就要选用动力型锂电池组。例如我们平时所用的电动自行车，它所要求的电压值往往都是48V，相对我们生活中的一些情况，48V已经算是不小了。所以就必须使用动力型锂电池组来确保电动自行车的运转。而我们平时去一些大型超市或者商场，一些标志灯以及备用电源，因为这些设备的功耗并不是很大，所以一般都采用容量型锂电池组，这两者之间在产品的应用上是不同的。

　　3、内阻不同

　　动力型锂电池的内阻要比容量型锂电池的小，以18650为例，3倍率放电的好的厂家一般都带PDC，内阻40左右；5倍率放电的一般都不带PDC内阻20左右。
 

是什么决定了新能源汽车的续航里程？新能源汽车的续航主要取决于可用电量和整车能耗。

续航能力↑=可用电量↑÷能耗↓

在相同能耗不变，电池包体积和重量不变都受到严格限制的情况下，新能源汽车的单次最大行驶里程主要取决于电池的能量密度。能量密度有哪些小秘密呢？

一、能量密度

威马EX5 电池包解剖实物

能量密度(Energydensity)是指在单位一定的空间或质量物质中储存能量的大小。电池的能量密度也就是电池平均单位体积或质量所释放出的电能。电池的能量密度一般分重量能量密度和体积能量密度两个维度。

电池重量能量密度=电池容量×放电平台/重量，基本单位为Wh/kg(瓦时/千克)。

电池体积能量密度=电池容量×放电平台/体积，基本单位为Wh/L(瓦时/升)。

电池的能量密度越大，单位体积、或重量内存储的电量越多。

二、单体能量密度

电池的能量密度常常指向两个不同的概念，一个是单体电芯的能量密度，一个是电池系统的能量密度。电芯是一个电池系统的最小单元。M个电芯组成一个模组，N个模组组成一个电池包，这是车用动力电池的基本结构。

动力电池电芯

单体电芯能量密度，顾名思义是单个电芯级别的能量密度。根据《中国制造2025》明确了动力电池的发展规划：2020年，电池能量密度达到300Wh/kg；2025年，电池能量密度达到400Wh/kg；2030年，电池能量密度达到500Wh/kg。这里指的就是单个电芯级别的能量密度。

三、系统能量密度

系统能量密度是指单体组合完成后的整个电池系统的电量比整个电池系统的重量或体积。因为电池系统内部包含电池管理系统，热管理系统，高低压回路等占据了电池系统的部分重量和内部空间，因此电池系统的能量密度都比单体能量密度低。

系统能量密度=电池系统电量/电池系统重量OR电池系统体积

四、电池能量密度极限在哪里？

究竟是什么限制了锂电池的能量密度？电池背后的化学体系是主要原因难逃其咎。一般而言，锂电池的四个部分非常关键：正极，负极，电解质，膈膜。正负极是发生化学反应的地方，相当于任督二脉，重要地位可见一斑。

方壳电芯结构图

我们都知道以三元锂为正极的电池包系统能量密度要高于以磷酸铁锂为正极的电池包系统。这是为什么呢？

现有的锂离子电池负极材料多以石墨为主，石墨的理论克容量372mAh/g。正极材料磷酸铁锂理论克容量只有160mAh/g，而三元材料镍钴锰（NCM）约为200mAh/g。

根据木桶理论，水位的高低决定于木桶最短处，锂离子电池的能量密度下限取决于正极材料。

磷酸铁锂的电压平台是3.2V，三元的这一指标则是3.7V，两相比较，能量密度高下立分：16%的差额。

当然，除了化学体系，生产工艺水平如压实密度、箔材厚度等，也会影响能量密度。一般来说，压实密度越大，在有限空间内，电池的容量就越高，所以主材的压实密度也被看作电池能量密度的参考指标之一。

五、如何提高能量密度？

新材料体系的采用、锂电池结构的精调、制造能力的提升是研发工程师“长袖善舞”的三块舞台。下面，我们会从单体和系统两个维度进行讲解。

——单体能量密度，主要依靠化学体系的突破

1.增大电池尺寸

电池厂家可以通过增大原来电池尺寸来达到电量扩容的效果。我们最熟悉的例子莫过于：率先使用松下18650电池的知名电动车企特斯拉将换装新款21700电池。

但是电芯“变胖”或者“长个”只是治标，并不治本。釜底抽薪的办法，是从构成电池单元的正负极材料以及电解液成分中，找到提高能量密度的关键技术。

2.化学体系变革

前面提到，电池的能量密度受制于由电池的正负极。由于目前负极材料的能量密度远大于正极，所以提高能量密度就要不断升级正极材料。

一是高镍正极

三元材料通指镍钴锰酸锂氧化物大家族，我们可以通过改变镍、钴、锰这三种元素的比例来改变电池的性能。

在图中几种典型三元材料中可以看出，镍的占比越来越高，钴的占比越来越低。镍的含量越高，意味着电芯的比容量就越高。另外，由于钴资源稀缺，提高镍的比例，将降低的降低钴的使用量。

不同正极材料的克容量对比

二是硅碳负极

硅基负极材料的比容量可以达到4200mAh/g，远高于石墨负极理论比容量的372mAh/g，因此成为石墨负极的有力替代者。

目前，用硅碳复合材料来提升电池能量密度的方式，已是业界公认的锂离子电池负极材料发展方向之一。特斯拉发布的Model3就采用了硅碳负极。

在未来，如果想要百尺竿头更进一步——突破单体电芯350Wh/kg的关口，业内同行们可能需要着眼于锂金属负极型的电池体系，不过这也意味着整个电池制作工艺的更迭与精进。
3.系统能量密度：提升电池包的成组效率

电池包的成组考验的是电池“攻城狮“们对单体电芯和模组排兵布阵的能力，需要以安全性为前提，最大程度地利用每一寸空间。

电池包的“瘦身”主要有以下几种方式。

一是优化排布结构。从外形尺寸方面，可以优化系统内部的布置，让电池包内部零部件排布更加紧凑高效。

二是拓扑优化。我们通过仿真计算在确保刚强度及结构可靠性的前提下，实现减重设计。通过该技术，可以实现拓扑优化和形貌优化最终帮助实现电池箱体轻量化。

三是选材。我们可以选择低密度材料，如电池包上盖已经从传统的钣金上盖逐步转变为复合材料上盖，可以减重约35%。针对电池包下箱体，已经从传统的钣金方案逐步转变为铝型材的方案，减重量约40%，轻量化效果明显。

四是整车一体化设计。整车一体化设计与整车结构设计通盘考虑，尽可能共享、共用结构件，例如防碰撞设计，实现极致的轻量化

六、能量密度越高越好？

电池是一个很全方位的产品，你要提升某一方面的性能，可能会牺牲其他方面的性能，这是电池设计研发的理解基础。动力电池属于车载专用，因而能量密度不是衡量电池品质的唯一尺度。