未來十年鋰離子電池和固態電池將持續升級

目前，新能源汽車主要裝配的電池是鋰離子電池，由石墨作為負極，然後磷酸鐵鋰或者三元或者鈷酸鋰做正極，電解質是可燃的液體電解質，容易引起安全憂慮。當能量密度到了300瓦時/公斤時，就到了液態鋰離子電池的一個極限。因此，預計下一步一方面鋰離子電池會持續有新的研究與發展，另一方面或許就要發展固態電池或者説我們逐漸要過渡到全固態鋰電池。

一、鋰離子電池的升級換代

我們可以看到，現在性價比最好的動力電池是磷酸鐵鋰，這就是為什麼Model3等等這些都有用磷酸鐵鋰，因為目前的磷酸鐵鋰性價比最優，每個瓦時的單體電池已經到了五毛錢以下的成本，還有沒有降的空間，擴大規模是可以降的，但是我們可以看到動力電池的材料還在一代一代地發展。

而三元電池正在往減鈷加鎳的方向發展，磷酸鐵鋰後面還有鎳錳酸鋰，鎳錳酸鋰它的優點就是電壓高，相對於我們今天的金屬鋰來講是4.7V，拿石墨做負極，做電池做出4.5V電池，磷酸鐵鋰是3.2V，三元材料是3.6V，可以看到分別高40%和20%多。

同樣尺寸的一塊電池，你不用更換它的負極，也不用更換銅箔、鋁箔，也不用更換電解質隔膜，把它的磷酸鐵鋰換成鎳錳酸鋰，電壓就升到4.5V，基本上容量可以保持不變，因為鎳錳酸鋰的比容量是130多mAh/g，磷酸鐵鋰是160左右，但是它的密度高。所以同樣的尺寸，容量基本上不變，電壓提升40%，也就是説它的能量可以提升40%。電動汽車做到了今天的話，我們更關注的是電池的體積能量密度，而不再是比能量的。

另外，鈉離子電池或者也將成為一個發展方向。如果説全世界的車都用鋰離子電池來，全世界的電能都用鋰離子電池儲存的話，是根本不夠的。所以一定要考慮新的電池，鈉離子電池或許是首選。鈉離子電池中的鋰的含量相當少，只有0.0065%，鈉的含量2.75%。我們以磷酸鐵鋰電池（鋰離子電池中最便宜的）作為一個對比，它每瓦時的原材料成本是3毛4，鈉離子電池的原材料成本每瓦時是2毛6，成本價格更有優勢。

目前，有機構的研究表明，6安時軟包裝鈉離子電池的能量密度達到了145瓦時/公斤，5C充/5C放是1C充/1C放容量的90%， 10C充/10放容量是1C充/1C放的70%，應該説快充性能比鋰離子電池還好。它的循環性，1C充/1C放的循環性可以大於6000次，3C充/3C放可以到3000次，成績也是不錯的。另外，它的高低温性能，在高温60度存放7天，容量有所下降，在常温下可以很快恢復；充滿電以後在85度存放7天,容量降低後，在常温下容量依舊可以恢復。從循環性上來講，鈉離子電池在80度的循環性還是相當好，將近1000次容量保持78%。低温性能來説，負40度還可以完成充放電。

二、固態電池面臨技術破壁機會

固態電池未來的十年是破壁的十年，全固態電池是最理想的模式。全固態電池跟固液態電池相比，實際上是革命性的東西。第一個階段，鋰離子電池固態、液態互相學習，固液態會得到很好的發展。第二個階段，全固態電池600-800瓦時/公斤，有更好的安全性，這個必然是革命性的。

2018年固態電池能量密度到了300瓦時/公斤，2019年也有生產基地建成。現在固態電池產品已經供給無人機使用，電池安全性都通過了測試。它的原材料包括硅碳負極都在批量的生產，同時固態電池所需要的塗固態電解質材料的隔膜也可以批量生產。

固態電池會擺脱對一些過渡金屬的依賴，製造方法也會隨之改變，系統結構也發生創新。而且，固態電池不僅僅是指鋰離子電池，固態電池會走向金屬鋰電池，也不排除金屬鈉電池，也不排除空氣電池，所以十年破壁會有很好的機會。

因此，隨着技術的不斷髮展，和市場不同層面的需要，相信不同種類，不同特性的電池都將根據自身特點不斷完善，配置應用到合理的場景，並不斷的促進電池技術的迭代升級。

（中國汽車工業信息網）

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