能量密度或超500Wh/kg 續航翻三倍后你還會焦慮嗎？
技術 發布于：2020-08-31 10:30:17
日前，電哥從媒體處獲悉，美國科研機構在研究鋰離子電池充放電時發現了全新的非晶態鋰，雖然 這種形態的金屬極難制造，但是或許能夠為制造出更新、更好、更強的鋰電池指引了發展方向，因為這種結構能夠貢獻更強大的材料性能，或將有助于電池的重量能量密度將超過500Wh/kg，如果真能實現這一發展方向，那么純電動車的續航能力就能夠翻上三倍了，屆時還會有續航焦慮嗎。
目前電池技術主流發展方向有哪些？
電池技術本身的發展，一直都是續航提升的主力軍。最近數年，乘用車車載動力電池已經基本完成了磷酸鐵鋰電池向三元鋰電池的過渡，無它，就是因為更高的能量密度，能夠帶來肉眼可見的續航提升。
不管是NCM（鎳鈷錳）電池還是NCA（鎳鈷鋁）電池，兩種三元鋰電池的能量密度相比磷酸鐵鋰電池都更具優勢，并且隨著“三元”不同的配比，能量密度還在持續發生著微妙的變化。
具體來看，就是根據鎳、鈷、錳亦或者是鎳、鈷、鋁間不同的配比，求得更高的的能量密度。其中的原理也不復雜，那就是盡可能提高鎳的比例就完事兒了。
以NCM（鎳鈷錳）電池為例，根據三者含量的不同，常見的就有NCM523、NCM622、NCM811（數字代表鎳鈷錳的比例），目前已經有諸如廣汽新能源Aion S、蔚來ES6等車型使用上了NCM811電池，在保持體積不變的前提下，電池能量密度也能獲得顯著的提升。
廣汽新能源Aion S
蔚來ES6
由此可見，高鎳三元鋰電池已經成為了短期內提升能力密度逃不開的發展方向，通過鎳元素含量的提升，三元正極材料的比容量逐漸升高，電芯的能量密度也會隨之提高。例如特斯拉所使用的21700 NCA三元鋰電池電芯的能量密度高達260Wh/kg，它的鎳鈷鋁比例為8:1.5:0.5，毫無疑問，它屬于“高鎳電池”。
只可惜，通過改變三元配比來提升鋰電池的性能，成長空間注定有限，同時還承受著化學特性更加活潑的代價。有沒有立足長遠，更有發展前景的電池技術呢？當然是有的，這就是車載動力電池的終極目標，固態電池。
固態鋰電池，顧名思義就是由固態電解質代替隔膜和電解液。固態電池對于車載動力電池性能的提升是革命性的；形象的來說，使用固態電解質的固態電池相比傳統鋰電池，堪比固態硬盤對機械硬盤的性能提升。
固態電解質帶來的好處可是太多了，首當其沖的便是無需傳統三元鋰電池的石墨負極，直接使用金屬鋰來做負極，僅此一步，能量密度就能夠獲得巨幅的提升。其次，固態電解質也允許使用容量更大的正極材料，同樣能夠疊加提升能量密度，收益更加明顯。
更重要的是，固態電解質擁有不可燃、無腐蝕、不漏液、不揮發等一大堆核心優勢，以往純電動車型中所擔心的安全問題也將迎刃而解。
解決了續航、安全問題的同時，更不用說固態電池還兼備小體積、壽命長、易回收等諸多優勢。因此，在可見的未來，固態電池將作為車載動力電池、甚至是整個電池行業的發展方向。即便是研發難度巨大、成本高昂，在全行業的需求下，固態電池的未來仍然是明朗的。
此次新的非晶態鋰的發現，或許將為電池技術的發展塑造全新的可能。
（圖/文/攝：皆電 宗澤）
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