BMW干貨：2025電動(dòng)汽車鋰離子動(dòng)力電池的發(fā)展趨勢(shì)

　　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(gè)系統(tǒng)的完善

　　當(dāng)我們?cè)u(píng)價(jià)電池性能與電動(dòng)車匹配的時(shí)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(duì)于稍稍有點(diǎn)電池基礎(chǔ)知識(shí)的技術(shù)人員來(lái)講，這都是極度可笑的。

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

　　我們過(guò)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(shí)的放熱溫度及大小(安全性)，但對(duì)于電池整體的可靠性及評(píng)估，即Pack level來(lái)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(zhǎng)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(lái)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(shí)候，還忽略了電池功率的問(wèn)題，也就是充放電倍率。下圖是目前及未來(lái)BMW i3電池的倍率性能。當(dāng)從1/10C提高到5C，即單次放電時(shí)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(cè)得倍率數(shù)據(jù)，這對(duì)于通產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品的比較是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

　　本文，對(duì)未來(lái)電動(dòng)汽車需求的動(dòng)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(shuō)明了能量密度、功率性能、壽命、安全性對(duì)未來(lái)動(dòng)力電池發(fā)展的重要性有所不同。同時(shí)，表明了動(dòng)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(duì)動(dòng)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。