成功案例
干货三分钟了解动力电池单位体积内的包含的能量
日期：2023-12-23 作者: 成功案例
电池容量简单来说就是电池能装多少电，电池容量越大，装的电就越多，车子跑的就越远，但这样会导致车辆过重，反而影响续航。所以今天我们来讲一讲另一个提升容量的方法——增大电池能量密度。
“能量密度”既然被称为密度，那么就跟我们初中物理学的概念一样，它表示单位体积/质量电池内储存的电量。也就是说，如果电池的能量密度大的话，要实现相同的容量，就可以少带几个电池，减少电池的重量；或者在相同重量的前提下，多带几个电池，增大电池容量。
密度这样的一个东西相信我们大家都能理解，我就不在这里瞎比喻了，但如果真的要比喻一下，下面这个流传很广的，相同重量肥肉和肌肉的体积对比图就很合适。
电池的单位体积内的包含的能量基本由电池的正负极决定的，但只是正负极活性材料也不能够确保电池能发上电，得有很多非活性物质，比如导电辅助剂、活性粉末之间的粘结剂、隔离膜、阴阳极的箔材、绝缘固定的胶纸、铝塑膜壳或者钢铝壳等等。
上面那段话啥意思呢？拿锂离子电池举个例子，正极负责产生锂离子，电解液负责运输，负极负责接收。我们站着说话不腰疼的分析一下，提高的方法无非就是：正极多产生点锂离子，电解液多运输点，负极多接收点……这是一个“道理我都懂，就是实现起来很难”的事。
比如说著名的特斯拉21700电池，是通过这些手段来提高锂离子电池的单位体积内的包含的能量的：使用直径更大的电芯(21毫米)、提高正极活性物质占比、减少结构件等非活性材料的比重。
单位体积内的包含的能量的提升也有很多黑科技，如果你足够关注电动车的话，能在科技、汽车网站上刷出很多相关新闻。
这个事是国家牵的头，财政部、工信部、科技部、发改委联合发布《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，这里面跟电池单位体积内的包含的能量有关的是这几条：
1.到2020年，锂离子动力电池单体比能量大于300瓦时/千克；系统比能量争取达到260瓦时/千克（在12月18日发布的新规中取消）；成本小于1元/瓦时；使用环境达-30℃到55℃；具备3C充电能力。
3.力争实现单体电池瓦时/千克、系统260瓦时/千克的锂离子电池产品产业化和整车应用。
按这个补贴方式来看，2018年能量密度能达到160瓦时/千克就能获得最高补贴，2019年网传这个值要变为180瓦时/千克。
按现在这个表所展示的情况去看，好像没人能拿到网传的2019年最高补贴，这里面单位体积内的包含的能量最高的是风神E70 500，170瓦时/千克，这个电池是宁德时代提供的。
但是汽车厂商和电池厂商也是有小目标的，比如这份宁德时代的产品规划显示，2019年他们是能拿出180瓦时/千克的电池的。
再看比亚迪，比亚迪明年计划主推235瓦时/千克的三元方形电芯产品，但具体应用状况如何，还将受到政策、市场等多方面因素影响。照此成组效率推测，比亚迪明年也可能达到180瓦时/千克的水平。
还有国轩高科，此前他们承接了国家科技部的300瓦时/千克高能量密度电池专项课题，目前该项目进展顺利，新技术也将在未来逐步实现商业化应用。
对于目前锂离子电池来说，高能量密度就从另一方面代表着单位体积内活跃的锂离子更多，锂离子这样的一个东西就是喜欢燃烧，也就是从理论上来讲，盲目追求过高能量密度，而保护的方法又跟不上的话，的确会导致安全性降低。
要不你们以为，上面说的《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》里第一条的前半句为什么被取消了？
关于安全问题，只能靠各位专家来不断攻克了，我们这些凡人在此多说也无用，邦老师给大家介绍几种增加电池安全性的理论方法吧。
2. 从PACK的层面努力，更注重电池与使用环境的关系，比如说厂商经常拿来宣传的各种电池包测试等，加强防护结构、阻燃设计、过流保护等都是有用的办法。
3. 接着就是BMS等系统控制方面的东西，如果说前面两个是让电池身体更强壮，装备更齐全，那BMS的加强就是让电池的脑子变得更好。
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