电子产品和电动车越智能，这个问题越急需解决

2018-11-05 11:46

电池续航能力的正确提高方式

据了解，目前消费电子类应用的电芯体积能量密度达到了730W·h/L，正朝着750～800W·h/L发展，即质量能量密度为250～300W·h/kg，循环性在500～1000次。动力电池质量能量密度达到了240W·h/kg，体积能量密度达到了520～550W·h/L，将朝着600～700W·h/L发展，质量能量密度朝着300W·h/kg发展，循环性达到2000次以上。

当前电池的能量密度为何难以提高？其根本原因是电池背后的化学限制了电池的能量密度。电池的容量等于能量密度和电池体积的乘积，从公式中可以看出，在日常使用的电子电池体积不变甚至在减小的条件下，要提高电池续航能力增加电池容量，厂家也唯有从电池能量密度方面提高做文章。

各种能量载体的能量密度数据图

从图中可以看出，消费者日常使用的手机，平板等电子产品以及Tesla等新能源汽车使用的动力电池，都是能量密度在最左下角的锂离子电池。也许会有人看完后觉得目前采用的锂电池能量密度太低了，未来的电池技术大有可为。此外，从图上很容易发现，最适合担任能量载体的两种元素分别是碳、氢和碳氢化合物（图中的最右边），实际上就是我们生活中常见的汽油、柴油、煤油、天然气等燃料。目前汽车选择这些高能量载体作为能量来源，已经是自然中的较优解了。锂电池跟各种碳氢化合物相比，可以说是天生不足。但能源以及环保问题又对汽油、柴油、煤油、天然气等燃料的直接使用形成了后天约束。

因此，这也解释了为什么马斯克一度强怼氢燃料电池，但丰田坚持认为新能源汽车发展到最后用的一定是燃料电池。丰田认为新能源产业的正确发展历程应当是：混动－插电式混动－电动－燃料电池。

如果按照该发展历程来看，目前处于插电式混动和电动发展的阶段。从目前在可预期的时间内，氢燃料电池的普及为时尚早。因此，下一代电池仍是以锂为核心的电池。那么，未来的锂电池会往哪个方向发展呢？

在宁德时代的电池专家看来，当下电池技术正处于关键技术突破时期，2020年左右有望能研发出续航里程达到800~1000公里的非增程式电池，届时纯电动车有望获得全面普及。不过也有部分专家观点谨慎，认为至少要到2025年，部分电动车的价格才会比同级别燃油车便宜。

而在今年OFweek锂电网举办的多场锂电和新能源汽车的研讨会上，不少研究者企业家以及投资机构认为，相对于锂硫、富锂锰基电池以及石墨烯电池，全固态金属锂电池是最具潜力的替代现有高能量密度锂离子电池的候选技术，其能量密度有望是现有锂离子电池的2～5倍，循环性和服役寿命更长，倍率性能更高，并可能从本质上解决现有液态电解质锂离子电池的安全性问题。

值得一提的是，在5月21日举办的“OFweek 2018（第二届）中国动力锂电池技术及应用研讨会”上，美国麻省固体能源公司(Solid Energy) 的创始人兼CEO 胡启朝展示了其研发的能量密度可达500瓦时/千克的固态锂金属电池。他认为，从当下锂电池技术的发展趋势，从路线发展图来看，固态锂金属电池是追求能量密度的最优方案。

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