提高電池的能量密度有哪些辦法？

要怎么樣提高能量密度呢？

新材料體系的采用、鋰電池結構的精調、制造能力的提升是研發工程師長袖善舞的三塊舞臺。下面，我們會從單體和系統兩個維度進行講解。

單體能量密度，緊要依賴化學體系的沖破

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，并不治本。釜底抽薪的方法，是從構成電池單元的正負極材料以及電解液成分中，找到提高能量密度的關鍵技術。

02化學體系變革

前面提到，電池的能量密度受制于由電池的正負極。由于目前負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5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。

硅碳負極

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

目前，用硅碳復合材料來提升電池能量密度的方式，已是業界公認的鋰電池負極材料發展方向之一。特斯拉公布的Model3就采用了硅碳負極。

在將來，倘若想要百尺竿頭更進一步沖破單體電芯350Wh/kg的關口，業內同行們可能要著眼于鋰金屬負極型的電池體系，不過這也意味著整個電池制作工藝的更迭與精進。

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