電動轎車因存在續(xù)航路程短、本錢高等問題，許多潛在顧客對其望而生畏。

鋰離子動力電池能量密度已成為其產(chǎn)業(yè)化瓶頸，為此美、日、韓等國都制定了相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，其政策均指向“2020年能量密度達300Wh/kg”。日前，在國家重點專項支持下，寧德時代新能源科技股份有限公司研制團隊強占高鎳三元材料及硅碳負(fù)極材料等要害中心技術(shù)，首先開宣告比能量（質(zhì)量能量密度）達304Wh/kg的電池樣品，在這一世界比賽中折桂。

鋰電池能量密度被束縛的原因

打通“任督二脈”，補齊正極材料短板

鋰離子動力電池是現(xiàn)在運用最為廣泛的新能源轎車動力電池，是新能源轎車的中心部分。其優(yōu)勢在于能量密度高、循環(huán)壽數(shù)長，其技術(shù)難點在于安穩(wěn)性和安全性要求高、制備進程雜亂，該中心生產(chǎn)技術(shù)一向把握在世界少數(shù)幾個國家手中。

電池的能量密度，是指電池平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能?！艾F(xiàn)在能量密度的提高，成為束縛鋰離子電池開展的最大瓶頸，面臨著許多世界級難題?！睂幍聲r代首席科學(xué)家吳凱說，電池廠家可通過增大電池規(guī)范來到達電量擴容的作用，但電芯“變胖”或許“長個兒”只治標(biāo)，并不治本。

鋰電池能量密度被束縛的原因

究竟是什么束縛了鋰電池的能量密度？

吳凱介紹，電池背面的化學(xué)體系是首要原因。一般來說，鋰電池的四個部分非常要害：正極、負(fù)極、電解質(zhì)、膈膜。其間正負(fù)極是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的當(dāng)?shù)?，相?dāng)于人體“任督二脈”。

因為現(xiàn)在負(fù)極材料的能量密度遠(yuǎn)大于正極，正極材料就成為了“木桶的短板”——鋰離子電池的能量密度下限取決于正極材料，所以前進能量密度就要不斷晉級正極材料。但是，我國高鎳材料開發(fā)起步晚，技術(shù)堆集較為單薄，制備工藝及裝備條件較為落后。

“批量安穩(wěn)供應(yīng)高功用的高鎳正極材料，是高比能量動力電池開發(fā)的要害技術(shù)難點之一?！眳莿P說，為此，寧德時代依托國家工程研討中心、福建省重點實驗室等嚴(yán)重科研平臺，通過與產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作單位的協(xié)同開發(fā)，優(yōu)化原材料組成工藝條件，前進結(jié)構(gòu)安穩(wěn)性，調(diào)整微觀結(jié)構(gòu)、操控材料描畫和規(guī)范分布，逐步完成了國產(chǎn)高鎳材料的規(guī)?；a(chǎn)及運用。

與日韓競爭對手的同類材料比較，現(xiàn)在國產(chǎn)高鎳材料具有可逆容量高、壓實密度高、表面及體相結(jié)構(gòu)相對安穩(wěn)的特色，將打破日韓技術(shù)獨占，提高國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)水平及國產(chǎn)動力電池中心競爭力，打掉立異路上的“榜首只絆腳石”。

鋰電池能量密度被束縛的原因

推翻傳統(tǒng)，處理負(fù)極材料的硬傷

負(fù)極材料也是鋰離子電池的中心材料之一，現(xiàn)在大多選用石墨作為負(fù)極材料。隨著對續(xù)航路程需求的繼續(xù)晉級，傳統(tǒng)石墨負(fù)極已不能滿意商場對電池能量密度的希望。

據(jù)測算，硅基負(fù)極材料的比容量可達石墨負(fù)極的10倍，被看作是后者的“替代者”。傳統(tǒng)硅基材料的運用，首要選用碳包覆技術(shù)，即在硅材料表面復(fù)合一層碳材料。吳凱介紹，但因為硅材料充放電進程中體積改動高達300％，多次循環(huán)后表面包覆的碳材料會破碎、墜落，對硅材料的保護作用大幅削弱，從而導(dǎo)致電池循環(huán)功用欠安。

這一世界級難題如“鬼魂”一般困擾產(chǎn)業(yè)界10來年之久。

寧德時代摒棄了傳統(tǒng)碳包覆技術(shù)，轉(zhuǎn)向研討人工電解質(zhì)界面膜包覆技術(shù)。歷時2年多，將這一技術(shù)運用到硅材料制備，開宣告具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新式人工電解質(zhì)界面膜包覆的硅碳復(fù)合負(fù)極材料，其循環(huán)功用表現(xiàn)顯著優(yōu)于國外產(chǎn)品，打掉立異路上的“第二只絆腳石”。

“與碳材料比較，人工電解質(zhì)界面膜與硅材料的結(jié)合作用力更強、彈性更好、不易破碎或粉化，對硅材料起到很好的保護作用，因而可以在循環(huán)中大幅前進硅材料的界面安穩(wěn)性，從而提高電池的循環(huán)壽數(shù)?！眳莿P說，此舉將促進我國充分把握材料改性、前驅(qū)體組成等多方面的中心技術(shù)，完成要害材料技術(shù)的國產(chǎn)化，為硅碳復(fù)合負(fù)極的逐步商業(yè)化推廣運用提供了重要保障。

完美“瘦身”，首先運用特種等級的“7系鋁”

在能耗不變，體積和分量都受限的情況下，新能源轎車?yán)m(xù)航路程，首要取決于電池包的能量密度。

“這就考驗研討人員為電池包‘瘦身’的才干?！眳莿P說，寧德時代初次將特種等級的“7系鋁”運用至電池包下箱體?！?系鋁”，鋁中的“戰(zhàn)斗鋁”，常被用于制造飛機起落架，具有輕盈、穩(wěn)固、安全等特性。

吳凱通知記者，“7系鋁”運用也具有許多危險，特別是應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象（金屬材料在某些特定的介質(zhì)中，因為腐蝕介質(zhì)和應(yīng)力的一同作用而發(fā)生開裂）。

“業(yè)界普遍認(rèn)為這是‘7系鋁’的技術(shù)難點，乃至是技術(shù)禁區(qū)。”吳凱說，為此，他們通過上百項的實驗及相關(guān)工藝改進，使得應(yīng)力腐蝕指數(shù)操控在行業(yè)界最高水平。現(xiàn)在，寧德時代已成功開宣告“7系鋁”下箱體，并已量產(chǎn)。

至此，該企業(yè)電池包下箱體輕量化規(guī)劃已處于世界領(lǐng)先水平。這一全新能量密度的動力電池，能使B級純電動轎車電池倉在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，不額外添加空間，載能量（裝載電池的總電量）即可提高約50％；車載動力電池體系能量前進50％；整車分量可在現(xiàn)有基礎(chǔ)上減重250公斤，使該車型規(guī)范工況續(xù)駛路程前進到600公里以上……