什么限制了電池的能量密度

究竟是什么限制了鋰離子電池的能量密度？電池背后的化學體系是重要原因難逃其咎。

一般而言，鋰離子電池的四個部分非常關鍵：正極，負極，電解質，膈膜。正負極是發生化學反應的地方，相當于任督二脈，重要地位可見一斑。

我們都了解以三元鋰為正極的電池包系統能量密度要高于以磷酸鐵鋰為正極的電池包系統。這是為何呢？

現有的鋰離子電池負極材料多以石墨為主，石墨的理論克容量372mAh/g。正極材料磷酸鐵鋰理論克容量只有160mAh/g，而三元材料鎳鈷錳（NCM）約為200mAh/g。

根據木桶理論，水位的高低決定于木桶最短處，鋰離子電池的能量密度下限取決于正極材料。

磷酸鐵鋰的電壓平臺是3.2V，三元的這一指標則是3.7V，兩相比較，能量密度高下立分：16%的差額。

當然，除了化學體系，生產工藝水平如壓實密度、箔材厚度等，也會影響能量密度。一般來說，壓實密度越大，在有限空間內，電池的容量就越高，所以主材的壓實密度也被看做電池能量密度的參考指標之一。

假如你能堅持每行讀下來一直讀到這里。恭喜，你對電池的理解已經上了一次。

如何提高能量密度

新材料體系的采用、鋰離子電池結構的精調、制造能力的提升是研發工程師長袖善舞的三塊舞臺。下面，我們會從單體和系統兩個維度進行講解。

1.增大電池尺寸

電池廠家可以通過增大原來電池尺寸來達到電量擴容的效果。我們最熟悉的例子莫過于：率先使用松下18650電池的知名電動汽車企特斯拉將換裝新款21700電池。

但是電芯變胖或者長個只是治標，并不治本。釜底抽薪的辦法，是從構成電池單元的正負極材料以及電解液成分中，找到提高能量密度的關鍵技術。

2.化學體系變革

前面提到，電池的能量密度受制于由電池的正負極。由于目前負極材料的能量密度遠大于正極，所以提高能量密度就要不斷升級正極材料。