三元锂电池能量密度极限在哪里

来源：存能电气  日期：2019-09-18 10:47  浏览量：次

　　三元锂电池能量密度极限在哪里？目前，比亚迪磷酸铁锂电池的单体能量密度为150Wh，在能量密度方面，目前已经量产的三元软包锂电池单体比能量达210WH/Kg。在提高电池安全性的基础上，预计2020年软包电池单体能量密度可达300WH/Kg。

　　三元锂电池能量密度极限在哪里？

　　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。电池的能量密度越大，单位体积、或重量内存储的电量越多。

　　目前纯电动汽车的发展一直受到电池能量密度低的桎梏。电池能量密度没有大的突破，纯电动车的续航里程就无法大幅提高，纯电动汽车的发展将智能依赖于政策支持，缺乏市场动力。业内人士表示三元锂电池目前的单体能量密度已经接近极限，很难再有大的突破。要想进一步提升三元锂电池的能量密度，就需要进一步提升电池中镍的比重。

　　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。

　　三元锂电池的能量密度分析

　　能量密度高是三元锂电池的最大优势，所以同样重量的电池组电池容量更大，车子跑的距离也就更远，速度也能更快。而电压平台是电池能量密度的重要指标，决定着电池的基本效能和成本，电压平台越高，比容量越大，所以同样体积、重量，甚至同样安时的电池，电压平台比较高的三元材料锂电池续航时间更长。

　　三元锂离子动力电池目前已经看到能量密度的“天花板”了，高镍材料、碳硅负极的锂电池单体能量密度最高应该在300Wh／kg左右，正负不超过20Wh／kg。目前，我国新能源汽车市场上的纯电动汽车所搭载的动力电池，大多数为三元锂电池材料和磷酸铁锂材料电池。

　　提高动力三元锂电池比能量的技术途径

　　一、工艺进步，但如今电池工艺设计已相对成熟，提高电池比能量的空间不大；

　　二、材料性能的提升，受制于自身物化性能，以磷酸铁锂和三元锂为正极、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、新体系，即开发高比能新材料、发展动力三元锂电池新体系是未来动力电池比能量大幅度提升的主要途径。

　　与磷酸铁锂电池相比，特斯拉使用的三元锂电池在重量能量密度上要高出许多，约为200Wh/kg,这也就意味着同样重量的三元锂电池比磷酸铁锂电池的续航里程更长。

　　磷酸铁锂电池单体能量密度通常在90Wh/kg-120Wh/kg之间，而三元锂电池单体能量密度可以达到200Wh/kg左右，可见三元锂电池的能量密度优势较为明确。