如何提高能量密度呢?

新材料體系的采用、鋰離子電池結(jié)構(gòu)的精調(diào)、制造能力的提升是研發(fā)工程師長袖善舞的三塊舞臺。下面，我們會從單體和系統(tǒng)兩個維度進行講解。單體能量密度，重要依靠化學(xué)體系的突破

01、增大電池尺寸

電池廠家可以通過增大原來電池尺寸來達到電量擴容的效果。我們最熟悉的例子莫過于：率先使用松下18650電池的知名電動汽車企特斯拉將換裝新款21700電池。

但是電芯變胖或者長個只是治標(biāo)，并不治本。釜底抽薪的辦法，是從構(gòu)成電池單元的正負(fù)極材料以及電解液成分中，找到提高能量密度的關(guān)鍵技術(shù)。

02、化學(xué)體系變革

前面提到，電池的能量密度受制于由電池的正負(fù)極。由于目前負(fù)極材料的能量密度遠大于正極，所以提高能量密度就要不斷升級正極材料。

高鎳正極

三元材料通指鎳鈷錳酸鋰氧化物大家族，我們可以通過改變鎳、鈷、錳這三種元素的比例來改變電池的性能。

在圖2中幾種典型三元材料中可以看出，鎳的占比越來越高，鈷的占比越來越低。鎳的含量越高，意味著電芯的比容量就越高。另外，由于鈷資源稀缺，提高鎳的比例，將降低的降低鈷的使用量。

硅碳負(fù)極

硅基負(fù)極材料的比容量可以達到4200mAh/g，遠高于石墨負(fù)極理論比容量的372mAh/g，因此成為石墨負(fù)極的有力替代者。

目前，用硅碳復(fù)合材料來提升電池能量密度的方式，已是業(yè)界公認(rèn)的鋰離子電池負(fù)極材料發(fā)展方向之一。特斯拉公布的Model3就采用了硅碳負(fù)極。

在未來，假如想要百尺竿頭更進一步突破單體電芯350Wh/kg的關(guān)口，業(yè)內(nèi)同行們可能要著眼于鋰金屬負(fù)極型的電池體系，不過這也意味著整個電池制作工藝的更迭與精進。

03、系統(tǒng)能量密度：提升電池包的成組效率

電池包的成組考驗的是電池攻城獅們對單體電芯和模組排兵布陣的能力，要以安全性為前提，最大程度地利用每一寸空間。