作为智能汽车的天创时尚中签号能量载体，电池的未来到底在哪里-

本文来自“ AutoLab ”，作者：张一 。

作为2020年轿车职业无法越过的一个要害论题，电池在本年云集了太多的重视目光。作为智能轿车的能量载体，现在聚集于电池身上的问题首要体现在三点：安全性、容量坚持才能，以及在满意前两者的基础上完成高能量密度。

比较起安全性和容量坚持才能，电池能量密度的前进其实是比较显着的，以相对干流的三元锂离子电池为例，三元锂离子电池两条技能道路中以宁德年代为代表的NCM电池，现在现已从NCM523、622、进化到了NCM811。

NCM是指三元锂电池正极材猜中的镍钴锰三种元素，其间进步电芯能量密度要害是是添加镍所占的份额，NCM811电池中这三种元素所占份额便是80%：10%：10%。

差异于国内干流的NCM，另一条NCA技能道路首要是日韩电池厂在做，现在现已从18650电池进化到21700电池。NCA电池运用目标简直只需特斯拉，其电池正极资料由镍钴铝构成，三种资料一般的配比为80%：15%：5%。

相对NCM811，NCA单体电池能量密度更高一些，比方松下和特斯拉联合推出的NCA21700，电池单体能量密度现已挨近340Wh/kg。

锂离子电池的“对立瓶颈”

但问题在于不管是NCM仍是NCA，三元锂电池中只需镍含量占比添加，电池的容量坚持才能与热稳定性都会呈现下滑，而80%的配比的镍元素占比现已适当高了。

能够说，高镍电池让三元锂电池的能量密度达到了一个新的高度，但与此同时，三元锂电池的能量密度也正面临着一个新的瓶颈。由于一个对立点就在于，想要锂离子能量密度高，稳定性就会越差，天不遂人愿。

作为智能轿车的能量载体，电池肩负重任，安全性、容量坚持才能、高能量密度缺一不可，一味的寻求电池高能量密度当然不可取，但不可否认的是确实是对高能量密度的寻求在引导着咱们向前走。

道理很简略，在充电等基础设施没有齐备之前，处理电动车路程焦虑这个最大痛点的仅有方法，便是不断添加续航路程，而这从根本上只能靠高能量密度的电池来完成。

可是持续进步能量密度和坚持稳定性等其他目标之间好像成了一个鱼和熊掌的联系，下一步该怎么走呢?

现在在满意安全性，容量坚持才能的前提下，持续进步高能量密度，锂离子电池也有一个处理方案—“掺硅补锂”，这是由宁德年代和智己轿车一起研制的一条技能道路。

传统锂离子电池以石墨负极作为负极资料，而运用硅碳和SiOX(一种硅的氧化物)作为负极资料会大大进步电池全体的能量密度，比方宁德年代NCM811电池，但SiOX作为负极存在一个问题，便是初次放电功率仅有70%，经过屡次改善也仅为80%，还没有悉数发挥功效。

而所谓的“掺硅补锂”首要是在硅碳负极外表预涂一层锂金属，灌注电解液后与负极发生反响能够嵌入负极颗粒内部，补偿初次充放电或许循环过程中耗费的锂离子，而预埋锂后负极初次放电功率可达85.34%，重要的是循环稳定性也有改善。

据智已轿车称，选用“掺硅补锂”技能的电芯，能量密度会较现在职业领先水平高出30%-40%，未来在智己轿车自己的架构宽带内乃至能够推出约1000km续航车型，而电池20万公里零衰减。

不过“掺硅补锂”工艺由于对制作环境的要求十分高，现在还只在研制阶段，量产还需待以时日。

且从另一个视点看，“掺硅补锂”其实也仅仅对锂离子电池的一个打补丁式的改善，尽管会有必定作用，但本质上并没有革命性的改变。

电池的未来在哪里?

作为智能轿车的能量载体，电池的未来在哪里?假如咱们把视界从三元锂电池身上暂时挪开，越过”掺硅补锂电芯”的技能道路，可变的思路就宽广的多了。

比方固态电池，在这一范畴丰田亲身下场，而群众、宝马、福特和现代等一线车企亦有出资。

咱们简略一点介绍，从现在可知的理论上，固态电池简直完美处理了锂离子电池在安全性、容量坚持才能，以及高能量密度上无法持续打破的痛点，还且还顺带附送了体积小重量轻、充电功率更快的长处。

例如群众出资的Quantum Scape，其单体电池能量密度是现在最高能量密度锂离子电池的4倍，可在15分钟内充溢80%的电量，而丰田的固态电池能够运用30年以上，并且还能够坚持90%以上的功能。

别的比较锂离子电池，固态锂电池最重要的仍是不需求运用隔阂和电解液，其固态的电解质柔性更强，不只从封装的视点上有更多的延展性，并且还能够针对单一电芯做安全冗余规划，而这些都是锂离子电池所不具备的条件。

总归，尽管现在固态电池还在实验室阶段，但能够预见的未来，固态电池将有很大时机成为顶替锂离子电池的下一个智能轿车能量载体。

而除了固态电池，还有一种动力源也值得咱们重视，那便是氢燃料电池。比较起后起之秀固态电池，氢燃料电池其实很早就呈现在咱们的视界中，比方丰田mirai，一款很早就在北美开卖的氢燃料电池车型。

而氢燃料电池有点像一个发电站，它并不需求介质来贮存电能，它是经过自带的氢气和氧气进行化学反响可发电的，当然它也会有一个蓄电池，其补能方法便是加氢，一次加氢仅需数分钟。

红框部分便是氢燃料电池车型的氢气罐

氢燃料电池车型在行进时氢气经过管道进入仓库发生化学反响发生电能，而电能经过转换器依据电力操控单元的输出到电动机以驱动车辆行进。

首要是加快时电能要供应到驱动体系，而减速时能量收回则会把电能贮存在蓄电池中，整个体系比较杂乱，但氢燃料动力驱动能够说是最环保的一种方式，由于氢气和氧气结合并不发生任何污染物。

现在约束氢燃料电池大规模使用的首要仍是在本钱、适配性、安全等方面。比方氢气罐的安全性，还有和充电站不同，一座加氢站不只制作要求更杂乱，本钱一般也在百万美金以上。

而以氢燃料电池的特性，未来很有或许也会先在商用车上得到规模化使用，在乘用车上现在看还仅仅一个未来不太干流的技能道路。当然，除了氢燃料还有一些其他更不太干流的动力能道路，比方石墨烯电池以及未来或许会成为辅佐动力的超级电容等，这儿就不逐个展开了。

但总而言之，说了这么多总结成一段话，其实从“油”到“电”不仅仅内燃机转向电动机，不仅仅轿车动力体系迈入了新世界，电的参加，会让更多的改变体现在，也正逐渐体现在向新四化进军的轿车之上，这是一个天翻地覆处处是新篇的巨大革新，而咱们就正处于革新开端之际。

从久远一点的视点看，作为智能轿车的一部分，电池肩负重任，高阶自动驾驭、智能化等概念的加持，体现在驾驭、座舱以及其他范畴的无限拓宽和丰富性，其实本质上都离不开电池这个需求供给能量的载体。而这个过程中，电池带给咱们的应战必定会越来越多，但有了“电”的赋能，未来智能轿车带给咱们的精彩，也必定是无限可期。

(修改：王岳川)