关于锂电池能量密度如何区分解答
来源：宝鄂实业
2019-07-16 19:09
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关于能量密度
谈到能量密度，就必须区分单体电池的能量密度与电池组的能量密度。
就单体电池的能量密度来看，18650电池要高于层叠式锂离子电池。日产LEAF所用的33Ah锂离子电池的能量密度是157Wh/kg，GMVolt所用的层叠式电池的能量密度约为150Wh/kg;而Roadster所用的18650电池的能量密度约为211Wh/kg。
但是，18650电池的管理系统更加复杂，由此额外增加的重量会使得电池组的能量密度远低于单体的能量密度。Roadster的电池组重量是450kg，能量密度是118Wh/kg，而LEAF电池组的重量是225kg，能量密度是107Wh/kg。在电池组层次，两者的能量密度已经不相上下。
关于安全性
前面提到层叠式锂离子电池的各种优点，但它也有一些缺点。由于层叠式锂离子电池一般是采用铝塑膜封装的，而铝塑膜的厚度薄，机械强度差，在汽车发生碰撞等极端情况下，铝塑膜很容易发生破损导致安全事故产生。这也就解释了为什么日产要在4个单体组成的电池模块外面再加一个铝壳。
18650电池一般是钢壳，安全性更好;而且前面也提到随着18650电池生产工艺水平的的不断提高，安全性也在不断提高。
Tesla在应对这些18650电池可能出现的安全事故上，也倾注了很多心血。如果一个单体电池出现温度过高等异常情况，根据异常情况的恶劣程度，这枚电池或其所在的模组会断电以防止事故的蔓延。由于单体容量小，只要不发生蔓延，事故的严重程度将是较低的。
关于成本
18650锂离子电池具有容量大、寿命长、安全性能高等特点，又因为体积小，重量轻，使用方便，深受消费者的青睐。随着人们对18650电池技术研究的不断加深，使得电池的一致性、安全性都达到了非常高的水准。作为最早的锂离子电池，18650电池也是目前世界上最成熟、最稳定的电池组合，至今仍然占据领先位置。我国每年生产18650电池约几十亿节，远远超出其他材料的电池。
而Tesla采用18650电池，就可以利用日本松下等厂商之前的生产线进行生产。在消费类电子产品所用18650电池竞争日趋激烈的情况下，松下等厂商与Tesla合作升级产品，将原有的生产线改良后用于生产动力电池。工业生产有一个规模效应，当生产产品的规模达到一个量级之后，成本会大大降低。一辆新能源汽车就需要成千上万节18650电池，因此单体的采购成本可控。
细心的读者可能会发现，许多企业的电池产品能够实现低温下正常放电，但在同样的温度下，实现正常充电就比较吃力，甚至无法充电，为何？
可以说，采用18650电池作为新能源电动汽车的动力之源，在现阶段是最优的选择。随着电池技术工艺的成熟，同时也会出现更多新型的电池应用在新能源电动汽车上。
谈到能量密度，就必须区分单体电池的能量密度与电池组的能量密度。
就单体电池的能量密度来看，18650电池要高于层叠式锂离子电池。日产LEAF所用的33Ah锂离子电池的能量密度是157Wh/kg，GMVolt所用的层叠式电池的能量密度约为150Wh/kg;而Roadster所用的18650电池的能量密度约为211Wh/kg。
但是，18650电池的管理系统更加复杂，由此额外增加的重量会使得电池组的能量密度远低于单体的能量密度。Roadster的电池组重量是450kg，能量密度是118Wh/kg，而LEAF电池组的重量是225kg，能量密度是107Wh/kg。在电池组层次，两者的能量密度已经不相上下。
关于安全性
前面提到层叠式锂离子电池的各种优点，但它也有一些缺点。由于层叠式锂离子电池一般是采用铝塑膜封装的，而铝塑膜的厚度薄，机械强度差，在汽车发生碰撞等极端情况下，铝塑膜很容易发生破损导致安全事故产生。这也就解释了为什么日产要在4个单体组成的电池模块外面再加一个铝壳。
18650电池一般是钢壳，安全性更好;而且前面也提到随着18650电池生产工艺水平的的不断提高，安全性也在不断提高。
Tesla在应对这些18650电池可能出现的安全事故上，也倾注了很多心血。如果一个单体电池出现温度过高等异常情况，根据异常情况的恶劣程度，这枚电池或其所在的模组会断电以防止事故的蔓延。由于单体容量小，只要不发生蔓延，事故的严重程度将是较低的。
关于成本
18650锂离子电池具有容量大、寿命长、安全性能高等特点，又因为体积小，重量轻，使用方便，深受消费者的青睐。随着人们对18650电池技术研究的不断加深，使得电池的一致性、安全性都达到了非常高的水准。作为最早的锂离子电池，18650电池也是目前世界上最成熟、最稳定的电池组合，至今仍然占据领先位置。我国每年生产18650电池约几十亿节，远远超出其他材料的电池。
而Tesla采用18650电池，就可以利用日本松下等厂商之前的生产线进行生产。在消费类电子产品所用18650电池竞争日趋激烈的情况下，松下等厂商与Tesla合作升级产品，将原有的生产线改良后用于生产动力电池。工业生产有一个规模效应，当生产产品的规模达到一个量级之后，成本会大大降低。一辆新能源汽车就需要成千上万节18650电池，因此单体的采购成本可控。
细心的读者可能会发现，许多企业的电池产品能够实现低温下正常放电，但在同样的温度下，实现正常充电就比较吃力，甚至无法充电，为何？
据业内人士解释，Li+嵌入石墨材料时，首先要去溶剂化，这个过程会消耗一定能量，阻碍了Li+扩散到石墨内部；相反，Li+在脱出石墨材料进入到溶液中时，会有一个溶剂化过程，而溶剂化不消耗能量，Li+可以快速脱出石墨。因此，石墨材料的充电接受能力要明显逊色于放电接受能力。
低温环境下，电池充电有一定的风险。因为随着温度的降低，石墨负极的动力学特性进步一变差，充电过程中，负极的电化学极化明显加剧，析出的金属锂容易形成锂枝晶，穿破隔膜并导致正负极短路。
因此业内人士建议，尽量避免锂离子电池在低温下充电。当电池必须在低温下充电时，需要尽可能选择小电流（即慢充）对锂离子电池进行充电，并在充电后对锂离子电池进行充分搁置，从而保证负极析出的金属锂能够与石墨反应，重新嵌入到石墨负极内部。
当然了，钛酸锂电池有着材料上的优势，它在低温下仍然可以实现快充，这种任性，其他材料电池很难学来。
有一些原因会导致设备起火、爆炸，我们可以将这些因素排除，下面介绍几个方法：
1、从知名零售商手中购买知名品牌的产品。为了购买质量好的充电器或者线缆，你可能会多花一点钱，但是这笔钱花得值，因为它能保护你的生命，让你的家人更安全。最好不要从eBay、亚马逊购买，如果怀疑自己买到了便宜、质量差的设备，不要使用。
2、如果设备受损或者出现任何过热、膨胀、变形的迹象，不要使用。这点对于充电器、电线同样适用。有些设备不安全，我无法发现，主要是因为受损的地方难以察觉。我建议大家每年将设备检查一次，及时更换受损产品。
3、不要让设备太热，充电时尤其不能太热。不要将智能手机放在口袋、运动包内充电，不要放在汽车仪表板上一边充电一边让太阳晒。
4、没人注意时不要给设备充电。大多人都不会这样做，我建议大家至少不要让充电的设备靠近可燃物。小小的锂电池可以迅速点燃木桌子，或者卧室家具，酿成灾难。
5、如果设备被厂商召回，请按厂商的指示行事。
6、如果存在任何怀疑，向专业人士求助。
小结可以说，采用18650电池作为新能源电动汽车的动力之源，在现阶段是最优的选择。随着电池技术工艺的成熟，同时也会出现更多新型的电池应用在新能源电动汽车上。
