BMW干货：2025电动汽车锂离子动力电池的发展趋势

　　三、电池系统性能的提高，不仅仅依靠正极材料的改进，需要整个系统的完善

　　当我们评价电池性能与电动车匹配的时候，不能只认准正极材料。例如，磷酸铁锂或是三元不OK，电池就不OK。即便对于稍稍有点电池基础知识的技术人员来讲，这都是极度可笑的。

　　动力电池分成四个level，材料、电极、单元电池以及系统。每个level研究的尺度不同，从纳米或几个微米，到几十个微米，最后到数百厘米。而每一步的工艺，对电池性能都是至关重要的。

　　我们过往讨论的磷酸铁锂和三元，只停留在Materiallevel的层面。例如，锂电子的充放电电位、晶体密度(与压实密度关联)、结晶构造崩坍时的放热温度及大小(安全性)，但对于电池整体的可靠性及评估，即Pack level来讲，远远不够。

　　以宝马i3为例，在Pack level，即电池系统，能量密度为100-120 Wh/kg，大约是Material level的4/1，2025年，电池系统能量密度达到250 Wh/kg，电池材料的能量密度大致需要800 Wh/kg，

　　从增长幅度看，从电极到电池单体的跨越是最为艰难的，所以包括负极、隔膜、电解液、电芯外壳以及安全系统等的减重也变得越来越重要。

　　四、电池的功率性的提升可能大于能量密度

　　当我们聚焦电池能量密度的时候，还忽略了电池功率的问题，也就是充放电倍率。下图是目前及未来BMW i3电池的倍率性能。当从1/10C提高到5C，即单次放电时间从10h缩减到 12 min，电池的放电容量变化很小。

　　同样，电池的重放电倍率性能，不仅取决于正极本身的到电子及离子导电性，也包括负极、隔膜、电解液配比以及涂装工艺。此外，在实验室条件下，利用半电池在10-30s测得倍率数据，这对于通产业化产品的比较是远远不够的。

　　本文，对未来电动汽车需求的动力电池的关键要素及部分指标进行了概括性的描述，说明了能量密度、功率性能、寿命、安全性对未来动力电池发展的重要性有所不同。同时，表明了动力电池的衡量不是单一的在材料层面可以决定的。

　　下次，将对动力电池的核心——正极材料的发展进行更为详细的介绍。