BMW干貨：2025電動汽車鋰離子動力電池的發展趨勢

　　三、電池系統性能的提高，不僅僅依靠正極材料的改進，需要整個系統的完善

　　當我們評價電池性能與電動車匹配的時候，不能只認準正極材料。例如，磷酸鐵鋰或是三元不OK，電池就不OK。即便對于稍稍有點電池基礎知識的技術人員來講，這都是極度可笑的。

　　動力電池分成四個level，材料、電極、單元電池以及系統。每個level研究的尺度不同，從納米或幾個微米，到幾十個微米，最后到數百厘米。而每一步的工藝，對電池性能都是至關重要的。

　　我們過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(與壓實密度關聯)、結晶構造崩坍時的放熱溫度及大小(安全性)，但對于電池整體的可靠性及評估，即Pack level來講，遠遠不夠。

　　以寶馬i3為例，在Pack level，即電池系統，能量密度為100-120 Wh/kg，大約是Material level的4/1，2025年，電池系統能量密度達到250 Wh/kg，電池材料的能量密度大致需要800 Wh/kg，

　　從增長幅度看，從電極到電池單體的跨越是最為艱難的，所以包括負極、隔膜、電解液、電芯外殼以及安全系統等的減重也變得越來越重要。

　　四、電池的功率性的提升可能大于能量密度

　　當我們聚焦電池能量密度的時候，還忽略了電池功率的問題，也就是充放電倍率。下圖是目前及未來BMW i3電池的倍率性能。當從1/10C提高到5C，即單次放電時間從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電性，也包括負極、隔膜、電解液配比以及涂裝工藝。此外，在實驗室條件下，利用半電池在10-30s測得倍率數據，這對于通產業化產品的比較是遠遠不夠的。

　　本文，對未來電動汽車需求的動力電池的關鍵要素及部分指標進行了概括性的描述，說明了能量密度、功率性能、壽命、安全性對未來動力電池發展的重要性有所不同。同時，表明了動力電池的衡量不是單一的在材料層面可以決定的。

　　下次，將對動力電池的核心——正極材料的發展進行更為詳細的介紹。