BMW干貨：2025電動汽車鋰離子動力電池的發(fā)展趨勢

　　三、電池系統(tǒng)性能的提高，不僅僅依靠正極材料的改進(jìn)，需要整個系統(tǒng)的完善

　　當(dāng)我們評價電池性能與電動車匹配的時候，不能只認(rèn)準(zhǔn)正極材料。例如，磷酸鐵鋰或是三元不OK，電池就不OK。即便對于稍稍有點(diǎn)電池基礎(chǔ)知識的技術(shù)人員來講，這都是極度可笑的。

　　動力電池分成四個level，材料、電極、單元電池以及系統(tǒng)。每個level研究的尺度不同，從納米或幾個微米，到幾十個微米，最后到數(shù)百厘米。而每一步的工藝，對電池性能都是至關(guān)重要的。

　　我們過往討論的磷酸鐵鋰和三元，只停留在Materiallevel的層面。例如，鋰電子的充放電電位、晶體密度(與壓實(shí)密度關(guān)聯(lián))、結(jié)晶構(gòu)造崩坍時的放熱溫度及大小(安全性)，但對于電池整體的可靠性及評估，即Pack level來講，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

　　以寶馬i3為例，在Pack level，即電池系統(tǒng)，能量密度為100-120 Wh/kg，大約是Material level的4/1，2025年，電池系統(tǒng)能量密度達(dá)到250 Wh/kg，電池材料的能量密度大致需要800 Wh/kg，

　　從增長幅度看，從電極到電池單體的跨越是最為艱難的，所以包括負(fù)極、隔膜、電解液、電芯外殼以及安全系統(tǒng)等的減重也變得越來越重要。

　　四、電池的功率性的提升可能大于能量密度

　　當(dāng)我們聚焦電池能量密度的時候，還忽略了電池功率的問題，也就是充放電倍率。下圖是目前及未來BMW i3電池的倍率性能。當(dāng)從1/10C提高到5C，即單次放電時間從10h縮減到 12 min，電池的放電容量變化很小。

　　同樣，電池的重放電倍率性能，不僅取決于正極本身的到電子及離子導(dǎo)電性，也包括負(fù)極、隔膜、電解液配比以及涂裝工藝。此外，在實(shí)驗(yàn)室條件下，利用半電池在10-30s測得倍率數(shù)據(jù)，這對于通產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品的比較是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

　　本文，對未來電動汽車需求的動力電池的關(guān)鍵要素及部分指標(biāo)進(jìn)行了概括性的描述，說明了能量密度、功率性能、壽命、安全性對未來動力電池發(fā)展的重要性有所不同。同時，表明了動力電池的衡量不是單一的在材料層面可以決定的。

　　下次，將對動力電池的核心——正極材料的發(fā)展進(jìn)行更為詳細(xì)的介紹。