首頁資訊 10年翻6倍，新能源電池能量密度天梯

10年翻6倍，新能源電池能量密度天梯

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月29日 01:30

隨著比亞迪基于磷酸鐵鋰技術(shù)的“刀片電池”發(fā)布，以及特斯拉與寧德時代商討“無鈷電池”事件的曝光，再一次將已被乘用車領(lǐng)域“拋棄”的磷酸鐵鋰電池拉回到人們的視線中。隨之而來的是眾多關(guān)于今后動力電池路徑選擇的猜忌。

暫且不說未來電動車動力電池路徑如何的選擇，縱觀動力電池發(fā)展至今，無論是選擇三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池，最關(guān)鍵的決定因素之一便是“電池能量密度”，這也將繼續(xù)影響未來動力電池技術(shù)路徑的選擇。那么，國內(nèi)市場上電動車的動力電池的能量密度是如何發(fā)展的呢？今天，頭條君帶大家盤點一番。

在盤點之前，我們先明白電池能量密度的一個概念，即電池平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能。而對于電動車動力電池的能量密度常常指向的是兩個不同的概念，一個是單體電芯的能量密度，一個是電池系統(tǒng)（電池包）的能量密度。電芯能量密度指的是一個電池系統(tǒng)的最小單元；電池系統(tǒng)能量密度是指單體組合完成后的整個電池系統(tǒng)的電量比整個電池系統(tǒng)的重量或體積。

本文中所比較都是電芯能量密度，之所以只看電芯，不看電池包，是因為電池包是由車企自己設(shè)計，而電芯才是電池技術(shù)的真正體現(xiàn)。

首先要說的就是我國電動車領(lǐng)域大佬比亞迪，伴隨著政策的東風(fēng)，比亞迪加快了開發(fā)新能源汽車的步伐，并且自主研發(fā)磷酸鐵鋰電池。2010年第一批搭載比亞迪磷酸鐵鋰電池量產(chǎn)的車型就是比亞迪推出的e6，其電芯能量密度為90Wh/kg。

隨著技術(shù)的升級，磷酸鐵鋰電池電芯能量密度也逐步提升，2015年，磷酸鐵鋰電池電芯能量密度提高到125 Wh/kg，隨后又提高到135 Wh /kg。目前，比亞迪磷酸鐵鋰電池的單體能量密度為160Wh/kg，而接下來比亞迪計劃將電芯能量密度繼續(xù)提升到180Wh/kg。

雖然磷酸鐵鋰電池技術(shù)在不斷的進(jìn)步，但也很難達(dá)到更高的能量密度來滿足電動車的高要求的續(xù)航里程。于是，比亞迪開啟了兩條腿走路的模式，不放棄磷酸鐵鋰電池的研發(fā)，但也同時開啟了對三元鋰電池的研究。比亞迪的插電式混合動力車型比如，秦100、唐100、宋DM等已經(jīng)開始使用三元鋰電池。

2019年上市的比亞迪唐ev600所用的三元鋰電池電芯的密度達(dá)到235Wh/kg，也是目前比亞迪量產(chǎn)的三元鋰電池最高的能量密度，有望在今年達(dá)到300Wh/kg。

除比亞迪外，不得不說的還有我國動力電池的龍頭企業(yè)寧德時代。在2014年與寶馬合作的第一款車型華晨寶馬之諾1E的上市，讓寧德時代名聲大噪，當(dāng)時，寶馬之諾1E電芯能量密度約為89Wh/kg。在此后，寧德時代電動車技術(shù)研發(fā)上更是突飛猛進(jìn)，可以說趕超日韓動力電池企業(yè)。

磷酸鐵鋰電池方面，寧德時代電芯能量密度達(dá)到了160Wh/kg以上。在三元鋰電池方面，寧德時代主要有三種類型的電池，分別為NCM 523 、NCM 622和NCM811，其能量密度分別為160-200Wh/kg、230Wh/kg以及270Wh/kg。

而我國市場主流的電動車均采用寧德時代的電池。例如，名爵ezs采用的是寧德時代NCM 523電池，其電芯密度為161Wh/kg；同樣，朗逸用的也是NCM 523電池，電芯密度為189Wh/kg。廣汽新能源傳祺GE3 則采用的寧德時代NCM 622電池，電芯能量密度為217Wh/kg。

值得一提的是，寶馬X1PHEV和廣汽新能源的Aion S搭載的寧德時代生產(chǎn)的NCM 811動力電池，續(xù)航能力大幅提升，電芯能量密度為235Wh/kg。未來，帝豪GSe和東風(fēng)風(fēng)神電動也有望搭載寧德時代NCM 811電池，來達(dá)到高續(xù)航的標(biāo)準(zhǔn)。

除了搭載寧德時代電池的車型，在國內(nèi)動力電池市場最吸引人眼球的莫過于特斯拉的Model3，在2019年量產(chǎn)，2020年交付，據(jù)悉，其電池電芯的能量密度為300Wh/kg，所使用的電池為21700電池。

回看特斯拉動力電池能量密度發(fā)展里歷程可以用突飛猛進(jìn)來形容，從2008年第一輛生產(chǎn)的電動汽車Roadster，電芯能量密度為55Wh/kg，到在2012年6月交付第二款量產(chǎn)車型ModelS，其當(dāng)時電芯能量密度約為200Wh/kg，再到2015年則交付第三款量產(chǎn)車型ModelX，電芯能量密度約為250Wh/kg以及現(xiàn)在達(dá)到300Wh/kg的Model3。

不斷研發(fā)高能量密度電池，使其電動車的續(xù)航里程也在不斷提高，特斯拉逐步成為全球電動汽車領(lǐng)導(dǎo)者。

除特斯拉外，位于歐美地區(qū)的車企，將電動車投放中國市場的還有通用汽車。2013年通用汽車將旗下雪佛蘭電動車型沃藍(lán)達(dá)投放中國市場，沃藍(lán)達(dá)采用的LG化學(xué)的電池，當(dāng)時其電芯能量密度為140Wh/kg。

此外，還有日產(chǎn)LEAF也曾投放到中國市場，日產(chǎn)LEAF是全球第一臺量產(chǎn)的電動車，2015款聆風(fēng)的電芯能量密度約為157Wh/kg，到2018款LEAF的電芯密度以達(dá)到224Wh/kg，提升約有20%。

頭條說：

從以上盤點可以看出，基本上短短5年間，電池密度提升了近一倍，可見淘汰速度之快。但對于電芯能量密度市場依然有更高的要求，在《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》中，特別提出了2020年動力電池的能量密度達(dá)到300Wh／kg，2025年400Wh／kg，2030年500Wh／kg的目標(biāo)。在工信部頒布的《中國制造2025》中，這一目標(biāo)甚至提高到了2025年400Wh/kg，2030年500Wh/kg。

顯然，不管是哪一個，這些技術(shù)指標(biāo)都已極其接近和突破了當(dāng)下電化學(xué)體系內(nèi)的鋰離子電池的天花板了，而電芯能量密度是動力電池最核心的性能指標(biāo)之一，尋求更高的能量密度是也電池企業(yè)以及車企孜孜以求的目標(biāo)。不過隨著能量密度的不斷提升，鋰電池的安全隱患也像揮之不去的魔咒一樣緊隨，未來對于電池企業(yè)以及電動車車企來說還有好長一段路要走。