《詞條百科》第2期：“新政”出來抖三抖？聊聊能量密度多重要

圖|來源於網路 文|李林桐 責編|彭釗

［搜狐汽車·遠光燈］ 有業內人士曾說過，“動力電池產業創新應該走在電動汽車產業創新的最前端“。確實如此，提起電動汽車，想必大家對於新產品最想了解的就是它能帶著我們跑多遠？車子補充電量的時間到底需要多久？那麼影響這些因素的主要源頭還是得看電池的能量密度。這不，2019年補貼新政策一出臺，不僅“閹割”了投機分子們的幻想，對動力電池能量密度的及格水平也做出了更嚴苛的要求。那麼能量密度的重要性真的有如此之大麼？本期的《詞條百科》我們就聊聊為啥無數車企對它盡折腰。

［ ·1·電池能量密度到底怎麼算？］

首先，外甥打燈籠—照舊，既然是跟物理、化學沾邊兒，必然就會有個公式（注：能量密度可以分為質量能量密度和體積能量密度）：

電池能量密度=電池容量×放電平臺/（電池厚度×電池寬度×電池長度）&電池的重量

其實這個公式我們並不難理解，電池容量一般單位都是mAh（毫安），現在各廠家在宣傳動力電池的時候也都提到。

放電平臺可能各家就不太相同了，其實說是平臺，其實就是電池內部所選用的材料有所不同，因此三元材料與鈷酸鋰材料的放電平臺有差距，卷繞電池與疊片電池的放電平臺有差距，相同電池不同倍率下放電平臺都會有差距，因此這也是為什麼各家車型上的動力電池多多少少都有所不同。

同時，凡是密度必定與物體的體積、質量有關係，所以電池厚度×電池寬度×電池長度即電池的體積，因此，電池的體積能量密度的單位我們通常用Wh/L（瓦時/升）來表達；或者用電池的質量能量密度的單位Wh/kg來表達。

小結：對於能量密度這個公式，想必更多的業內人士也都是十分關注，因為公式當中的每一項都值得去探索發現，這就包括電池電極、內部材料所選用什麼樣的材料最合適？電池的體積怎麼設計才能保證尺寸大小的合適？這些都是當下科研學者們在苦思冥想的問題。

［ ·2·新政出臺，“811”或成香餑餑？］

其實筆者這個問題在政策出來當天就跟我的同事們進行了探討，不過當時我說的原話是：“這是在逼著用高能量密度電池”，但是同桌同事小刀同學補充了一句：“那以後肯定都成811了”，為什麼我們會這麼說呢？首先我們先看下新政策在電池能量密度上做了哪些調整：

從表格資料可以看出，如果以後想要拿到最大的補貼金額，除了要滿足此前綜合續航里程以及百公里能耗的標準外，還要滿足該項係數。

就目前來看，磷酸鐵鋰方面，達到90Wh/kg的能量密度輕而易舉，但是想要超過120Wh/kg的能量密度就會有很大的難度，反觀三元鋰電池，120Wh/kg的能量密度輕而易舉，甚至最近有訊息透露，寧德時代已經把“811”電池的能量密度做到了300Wh/kg以上了。

不過，我們要知道，“811”的正極材料相比“622”正極材料中的鎳、鈷、錳的佔比有所不同，“811”所含鎳的成分過高，因此對動力電池製造的環境也相對比較嚴苛，所採用的材料更為講究，成本和工藝都偏高，同時，在穩定性上也成為高鎳三元體系待攻克的重要問題。

此外，在負極材料方面，由於碳化矽的比容量要高於石墨負極的比容量值，因此也成為業界比較認可的負極材料，目前在Model3上就採用了碳化矽負極材料。

小結：其實透過最近許多企業的新品釋出不難看出，越來越多的車企開始慢慢嘗試研發三元鋰電池，前不久比亞迪的e平臺釋出就預示著以後的比亞迪新品車型將大部分採用“811”電池，因此不難推測，在沒有新技術出來之前，想要在電動汽車佔有一席之地，“811”這塊兒香餑餑勢必要抱住、吃透。

［ ·3·化學技術遇瓶頸，物理方法再試試？］

開篇筆者用了一個詞—盡折腰，在研究動力電池這方面，可以說專家們也是“不擇手段”，有換配方的、有換電池材料的，當然，還有根據能量密度公式換電池形狀和降低電池質量的，這也就是所謂的物理方法。

在目前動力電池市場上，圓柱、方形、軟包三種電池造型可謂三足鼎立，但是所佔比重當然是有所不同。由於圓柱電池在除動力電池以外，日常中也有所運用，所以製造工藝也相對來說更成熟，成本也較低，但是唯一存在的問題就是由於單一排列安放的方式，儲存電池浪費了大量的有效空間（存放方式有些類似存放雞蛋的模具），因此在能量密度上無論是單體還是電池組都有待提高。

（圓柱電池擺放形式類似於雞蛋的擺放形式）

（軟包電池展示圖）

（安裝方殼電池的外殼）

反觀方型電池和軟包電池，二者相比圓柱電池很難在標準化上實現統一生產，所以在量產方面很成問題，但是，由於動力電池與車息息相關，同時車型產品存在著定時定期該款、換代的規律，無論是在平臺使用，還是車型設計上都要重新規劃，因此其特點能夠更好地與車輛相協調，能夠滿足不同廠商不同車型的特殊需求。尤其是軟包電池，透過鋁膜外殼的使用能在保證安全的同時提高效率，但受成本的制約現在並沒有太多車企採用。

小結：在動力電池發展的道路上其實還有很長的路要走，目前也只是在電池外部的形態上進行了結構化的改變，這樣多種嘗試勢必是好的開始。前不久有業內專家提出固態鋰電池這一發展路徑，電池內部採用固態的電解質，由液態到固態的轉化何嘗不是另一種物理方式的改變呢？所以看來路漫漫其修遠兮，在提高動力電池能量密度的道路上還要堅持才對。

筆者嘚啵嘚：在賽車競速比賽中，想取得優異的成績，首先賽車硬體不能差，其次就是賽車手技術要過硬，這才有機會爭冠。一直以來，外界有好多聲音都是在說中國汽車工業一定要藉著新能源技術的發展而實現對外國佬們的彎道超車！想實現這個超車，當然是我們每個人的最終心願，但是這個超車要靠啥？筆者覺得應該是政策下達的準確性和技術研發上的執行力，新的補貼政策出臺沒毛病啊，各家面對新政“狠、準、穩”抖三抖以後，還得整頓一下市場風氣，因此未來電動車技術誰主沉浮，還得看誰在能量密度上下得功夫多。