2025电动汽车锂离子动力锂电池的发展趋势

从基础科学技术的发展及产业化两个层面来看，至2025年能够满足电动汽车大规模生产的储能技术，目前只有锂离子电池。而锂离子电池发展的核心或者说是瓶颈，还是正极材料。

面向未来电动化的全面普及，锂离子电池的整体发展趋势是什么?未来能够实现应用化的正极材料到底有什么?智电汽车结合BMW以及国内的研究报告，分两次对上述两个问题。

一、续航里程482km的BEV，要多大的能量密度及功率?

根据BMW公司的预算，目前用动力锂电池的功率/能量密度的比值(p/E)，衡量新能源汽车的动力体系的需求，混合动力汽车(HEV)的p/E约为15、插电式混合动力汽车(pHEV)约为8、锂电纯电动汽车(BEV)约为3。

至2025年，假如BEV的续航里程普遍要满足300mile，即482km的需求，电池系统的质量比能量密度至少要提升2.5倍，功率密度提升1.5倍。

2015年，目前我国电池系统的能量密度约在100-120Wh/kg左右，提升2.5倍就是250Wh/kg-300Wh/kg。此外，为保证电池的安全，实际运用的能量一般限制在电池标注能量的80%。

假如再考虑突然提速、空调使用及环境温度变化时，大电流充放电条件下的负面影响，例如，锂离子移动阻力更大，连接件电阻导致的额外能量消耗等，实际能量密度的提升幅度要求将更高。

二、除能量密度外，低温倍率性、电流承载强度、价格是制约动力锂电池发展的关键

一个产业化的产品，要满足消费者各个方面的需求，性能提升是多样化的。关于动力锂电池，除能量密度外，还包括低温功率输出、充电电流、循环寿命、价格、安全性等。

从BMW的分析来看，至2025年，动力锂电池的常温功率、寿命、安全性，并不是阻碍电池发展的重要因素，电池要突破的瓶颈重要有以下四点。

1.体积能量密度要提高4倍，达到800Wh/l，质量比能量密度达320Wh/kg;

2.低温功率提高1.5倍，达1000W(10S，50%Soc，-25oC);

3.充电电流强度提升3倍，达300A;

4.价格降低3倍。

BMW的测算结果，与我国动力锂电池的导向存在差异。我国由于多采用热稳定性较高、晶体构造稳定的聚阴离子型的磷酸铁锂为正极材料，对动力锂电池的循环性、安全性十分看重。但在这两方面，至少从BMW的分析结果看，可能并不是阻碍现阶段发展的瓶颈。

上表是，主流新能源汽车产品及动力锂电池的一些参数。虽然是2014年的数据，国外厂家坚持三元系发展的路径是非常清晰的，而且以锰酸锂LMO打天下的日产公司，也逐步向镍钴锰酸锂NCM转化。松下的系统能量密度已经达到170Wh/kg。