【干货】锂电和金属锂能量密度计算-第6页-北极星储能网

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六、综合技术指标

电池的应用不仅需要能量密度，还需功率密度、充电速率、循环寿命、服役年限、能量效率、安全性指数、单体电池成本等其他技术指标，电池能否应用取决于某项技术指标能否满足应用的最低要求，称之为电池的“木桶效应”。图5(a)展示不同应用领域主要技术指标的蜘蛛图，图5(b)展示纯电动汽车各个指标期望值与目前实际值的蜘蛛图。目前水平与期望值差距较大，需要开发新的动力电池技术。

图5 锂离子电池综合技术指标蜘蛛图

(a)不同应用领域;

(b)纯电动车理想值与实际值

【结束语】

从 1990年到现在，电池实际能量密度的提高主要是提高正负极活性物质在电池中的质量比例，降低非活性物质的质量比。技术方面，目前的确还有可能进一步降低隔膜、Cu、Al 箔的厚度和质量以及封装材料的质量分数，但挑战非常大。选择新的正负极材料体系，成为提高电池能量密度相对更容易的技术选择。

从计算的结果可以看出，采用高容量的硅碳负极，富锂锰基正极，18650电池能量密度可以达到442Wh kg-1，相应的电芯价格可以降到0.4元/瓦时，能很好地满足纯电动车对续航以及成本控制的要求。而采用富锂锰基的金属理离子电池的电芯质量能量密度最高，可以达到 521 Wh kg-1 ，成本可以降到0.2元/瓦时。

目前采用液态电解质的可充放金属理电池存在较大的技术瓶颈，主要是金属理与液体电解液的化学与电化学副反应，后续固态电池将有望解决这些难题。需要注意的是，提升能量密度的同时还需满足其它性能指标的要求，这需要复杂艰巨的科学与技术的研究，充满挑战，但又富有强大的吸引力。

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