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新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等。

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能量密度，意义大概就是一公斤的电池多少度（wh/1000=kwh）电，单体的能力密度120~140，成组后的总成一般80左右。

蓄电池的重量比能量，蓄电池的wh/蓄电池的重量

电池能量密度名词解析 电池的能量密度是指电池平均单位体积或质量所释放出的电能。电池能量密度=电池容量×放电平台/电池厚度/电池宽度/电池长度，基本单位为Wh/kg（瓦时/千克）。

电池的能量密度越大，单位体积内存储的电量越多。
电池能量密度名词解析 @2021

续航能力↑=可用电量↑÷能耗↓
在相同能耗不变，电池包体积和重量不变都受到严格限制的情况下，新能源汽车的单次最大行驶里程主要取决于电池的能量密度。
图1 电池包系统在整车中的布局
什么是能量密度？
能量密度(Energydensity)是指在单位一定的空间或质量物质中储存能量的大小。电池的能量密度也就是电池平均单位体积或质量所释放出的电能。电池的能量密度一般分重量能量密度和体积能量密度两个维度。
电池重量能量密度=电池容量×放电平台/重量，基本单位为Wh/kg(瓦时/千克)
电池体积能量密度=电池容量×放电平台/体积，基本单位为Wh/L(瓦时/升)
电池的能量密度越大，单位体积、或重量内存储的电量越多。
什么是单体能量密度？
电池的能量密度常常指向两个不同的概念，一个是单体电芯的能量密度，一个是电池系统的能量密度。
电芯是一个电池系统的最小单元。M个电芯组成一个模组，N个模组组成一个电池包，这是车用动力电池的基本结构。
图2 动力电池系统构造示意图
单体电芯能量密度，顾名思义是单个电芯级别的能量密度。
根据《中国制造2025》明确了动力电池的发展规划：2021年，电池能量密度达到300Wh/kg；2025年，电池能量密度达到400Wh/kg；2030年，电池能量密度达到500Wh/kg。这里指的就是单个电芯级别的能量密度。
什么是系统能量密度？
系统能量密度是指单体组合完成后的整个电池系统的电量比整个电池系统的重量或体积。因为电池系统内部包含电池管理系统，热管理系统，高低压回路等占据了电池系统的部分重量和内部空间，因此电池系统的能量密度都比单体能量密度低。
系统能量密度=电池系统电量/电池系统重量OR电池系统体积
究竟是什么限制了锂电池的能量密度？
电池背后的化学体系是主要原因难逃其咎。
一般而言，锂电池的四个部分非常关键：正极，负极，电解质，膈膜。正负极是发生化学反应的地方，相当于任督二脉，重要地位可见一斑。
图3 方壳电芯结构图
我们都知道以三元锂为正极的电池包系统能量密度要高于以磷酸铁锂为正极的电池包系统。这是为什么呢？
现有的锂离子电池负极材料多以石墨为主，石墨的理论克容量372mAh/g。正极材料磷酸铁锂理论克容量只有160mAh/g，而三元材料镍钴锰(NCM)约为200mAh/g。
根据木桶理论，水位的高低决定于木桶最短处，锂离子电池的能量密度下限取决于正极材料。
磷酸铁锂的电压平台是3.2V，三元的这一指标则是3.7V，两相比较，能量密度高下立分：16%的差额。
当然，除了化学体系，生产工艺水平如压实密度、箔材厚度等，也会影响能量密度。一般来说，压实密度越大，在有限空间内，电池的容量就越高，所以主材的压实密度也被看做电池能量密度的参考指标之一。
在《大国重器II》第四集中，宁德时代采用了6微米铜箔，利用先进的工艺水平，提升了能量密度。
如果你能坚持每行读下来一直读到这里。恭喜，你对电池的理解已经上了一个层次。
如何提高能量密度呢？
新材料体系的采用、锂电池结构的精调、制造能力的提升是研发工程师“长袖善舞”的三块舞台。下面，我们会从单体和系统两个维度进行讲解。
——单体能量密度，主要依靠化学体系的突破
增大电池尺寸
电池厂家可以通过增大原来电池尺寸来达到电量扩容的效果。我们最熟悉的例子莫过于：率先使用松下18650电池的知名电动车企特斯拉将换装新款21700电池。
图4 不同尺寸的圆柱电池对比
但是电芯“变胖”或者“长个”只是治标，并不治本。釜底抽薪的办法，是从构成电池单元的正负极材料以及电解液成分中，找到提高能量密度的关键技术。
化学体系变革
前面提到，电池的能量密度受制于由电池的正负极。由于目前负极材料的能量密度远大于正极，所以提高能量密度就要不断升级正极材料。
高镍正极
三元材料通指镍钴锰酸锂氧化物大家族，我们可以通过改变镍、钴、锰这三种元素的比例来改变电池的性能。
在图5中几种典型三元材料中可以看出，镍的占比越来越高，钴的占比越来越低。镍的含量越高，意味着电芯的比容量就越高。另外，由于钴资源稀缺，提高镍的比例，将降低的降低钴的使用量。
图5 不同正极材料的克容量对比
硅碳负极
硅基负极材料的比容量可以达到4200mAh/g，远高于石墨负极理论比容量的372mAh/g，因此成为石墨负极的有力替代者。
目前，用硅碳复合材料来提升电池能量密度的方式，已是业界公认的锂离子电池负极材料发展方向之一。特斯拉发布的Model3就采用了硅碳负极。
在未来，如果想要百尺竿头更进一步——突破单体电芯350Wh/kg的关口，业内同行们可能需要着眼于锂金属负极型的电池体系，不过这也意味着整个电池制作工艺的更迭与精进。
图6 锂离子电池电池体系的高能化发展趋势
系统能量密度：提升电池包的成组效率
电池包的成组考验的是电池“攻城狮“们对单体电芯和模组排兵布阵的能力，需要以安全性为前提，最大程度地利用每一寸空间。
电池包的“瘦身”主要有以下几种方式
优化排布结构
从外形尺寸方面，可以优化系统内部的布置，让电池包内部零部件排布更加紧凑高效。
拓扑优化
我们通过仿真计算在确保刚强度及结构可靠性的前提下，实现减重设计。通过该技术，可以实现拓扑优化和形貌优化最终帮助实现电池箱体轻量化。
选材
我们可以选择低密度材料，如电池包上盖已经从传统的钣金上盖逐步转变为复合材料上盖，可以减重约35%。针对电池包下箱体，已经从传统的钣金方案逐步转变为铝型材的方案，减重量约40%，轻量化效果明显。
整车一体化设计
整车一体化设计与整车结构设计通盘考虑，尽可能共享、共用结构件，例如防碰撞设计，实现极致的轻量化
图7 整车集成模态仿真
图8 整车集成模态仿真
电池是一个很全方位的产品，你要提升某一方面的性能，可能会牺牲其他方面的性能，这是电池设计研发的理解基础。动力电池属于车载专用，因而能量密度不是衡量电池品质的唯一尺度。

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随着纯电动车的逐渐普及，其续航短和充电时间长的缺点也日益突显。许多厂商为了突出自家产品的长续航能力以及性能，往往会把电池能量密度作为宣传噱头。不过对于不熟悉的消费者来说，似乎高能量密度已经与黑科技挂钩，而对于行业而言，电池能量密度能否提升似乎制约着纯电动车的未来发展。那么，究竟能量密度是什么呢？

能量密度为何物，不同电池差异大

要想知道能量密度会否制约纯电动车未来发展，首先就要明确能量密度为何物。能量密度指的是在单位一定的空间或质量物质中储存能量的大小。而电池的能量密度就是指电池平均单位体积或质量所释放出的电能。一般来说，我们把电池能量密度分为重量能量密度和体积能量密度。只要电池的能量密度越高，那么在单位重量或者体积内储存的电能也就越多。

目前来看，新能源汽车所使用的电池主要有锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池、钠硫蓄电池等，其中三元锂为正极的电池包系统能量密度要高于以磷酸铁锂为正极的电池包系统。其中涉及到材料使用所带来的极限提升，除此之外，生产的工艺水平也会影响电池能量密度。

极限制约新发展，短期难以有突破

那么，就目前来看，现有的大部分电池能量密度是否存在极限呢？答案是肯定的，特别是受制于成本考虑和生产技术，目前能量密度较高的三元锂电池能量密度也只有200mAh/g。而目前能量密度的提升还仅限于增大电池尺寸等手段，想要通过化学体系的变革来达到质变，还需要不少时间。

那么，电池能量密度短期内难以突破是否就意味着纯电动车发展收到了限制呢？实际上也不完全是，以特斯拉Model3为例，其使用的是21700电池阵列，虽然结构上看似简单粗暴，但这样做的好处就是兼顾了能量密度和成本，缺点自然也是显而易见，那就是对安全性提出了更高要求。

优化设计来弥补，理想看待是关键

实际上除了特斯拉的做法，目前不少车企也在尝试通过设计提升电池能量密度或者通过优化设计来提升纯电动车续航。比如从外形尺寸入手，优化电池零件的内部排列，以达到提高电池占用空间，使得电池排布更为紧凑高效的做法。或者通过使用新性材料来降低电池外壳的重量和体积，由此提升纯电动车续航。

无论哪种方法，在现阶段看来，高能量密度的确代表车企的一部分实力，不过电池作为涉及车辆安全和生产成本的一个重要部分。并不能为了所谓的高能量密度就牺牲安全性，同时过高的成本也不利于大规模生产。作为车载部件，能量密度并非衡量电池甚至于电动车的唯一标准，还需全方位考虑。

1、特点不同
能量密度是指在一定的空间或质量物质中储存能量的大小。
能流密度是在一定空间范围内，单位面积（如平方米）所能取得的或单位重量（如公斤）能源所能产生的某种能源的能量或功率。
2、作用不同
用来衡量电池最合适，比较单位体积的电池所储存的电量。气体燃烧热（以体积衡量的）实质上就是能量密度。
能流密度是评价能源的主要指标之一。

关键是不同的材料的内部组织结构。石墨烯的组织结构是层次型，特别适合用于蓄电池。现在科学家仍在寻找新的材料。

这种情况是物理方面的专业知识，电池方面的话建议到当地的维修点询问

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电池的能量密度为100～150Wh/kg左右。能量密度，指的是单位质量或单位体积的电池所放出的能量，即体积比能量或质量比能量。能量密度和功率密度都是一个会变化的量，电池在使用多次以后能量密度会降低，功率密度也会下降，并且这两个量也是随着环境的变化而变化的，比如在极为寒冷或炎热的季节中它们都会发生一定程度的变化。

电池具有正极、负极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。