電動轎車因存在續航路程短、本錢高等問題，許多潛在顧客對其望而生畏。

鋰離子動力電池能量密度已成為其產業化瓶頸，為此美、日、韓等國都制定了相關產業政策，其政策均指向“2020年能量密度達300Wh/kg”。日前，在國家重點專項支持下，寧德時代新能源科技股份有限公司研制團隊強占高鎳三元材料及硅碳負極材料等要害中心技術，首先開宣告比能量（質量能量密度）達304Wh/kg的電池樣品，在這一世界比賽中折桂。

鋰電池能量密度被束縛的原因

打通“任督二脈”，補齊正極材料短板

鋰離子動力電池是現在運用最為廣泛的新能源轎車動力電池，是新能源轎車的中心部分。其優勢在于能量密度高、循環壽數長，其技術難點在于安穩性和安全性要求高、制備進程雜亂，該中心生產技術一向把握在世界少數幾個國家手中。

電池的能量密度，是指電池平均單位體積或質量所釋放出的電能。“現在能量密度的提高，成為束縛鋰離子電池開展的最大瓶頸，面臨著許多世界級難題。”寧德時代首席科學家吳凱說，電池廠家可通過增大電池規范來到達電量擴容的作用，但電芯“變胖”或許“長個兒”只治標，并不治本。

鋰電池能量密度被束縛的原因

究竟是什么束縛了鋰電池的能量密度？

吳凱介紹，電池背面的化學體系是首要原因。一般來說，鋰電池的四個部分非常要害：正極、負極、電解質、膈膜。其間正負極是發生化學反應的當地，相當于人體“任督二脈”。

因為現在負極材料的能量密度遠大于正極，正極材料就成為了“木桶的短板”——鋰離子電池的能量密度下限取決于正極材料，所以前進能量密度就要不斷晉級正極材料。但是，我國高鎳材料開發起步晚，技術堆集較為單薄，制備工藝及裝備條件較為落后。

“批量安穩供應高功用的高鎳正極材料，是高比能量動力電池開發的要害技術難點之一。”吳凱說，為此，寧德時代依托國家工程研討中心、福建省重點實驗室等嚴重科研平臺，通過與產業鏈上下游合作單位的協同開發，優化原材料組成工藝條件，前進結構安穩性，調整微觀結構、操控材料描畫和規范分布，逐步完成了國產高鎳材料的規模化生產及運用。

與日韓競爭對手的同類材料比較，現在國產高鎳材料具有可逆容量高、壓實密度高、表面及體相結構相對安穩的特色，將打破日韓技術獨占，提高國內產業鏈技術水平及國產動力電池中心競爭力，打掉立異路上的“榜首只絆腳石”。

鋰電池能量密度被束縛的原因

推翻傳統，處理負極材料的硬傷

負極材料也是鋰離子電池的中心材料之一，現在大多選用石墨作為負極材料。隨著對續航路程需求的繼續晉級，傳統石墨負極已不能滿意商場對電池能量密度的希望。

據測算，硅基負極材料的比容量可達石墨負極的10倍，被看作是后者的“替代者”。傳統硅基材料的運用，首要選用碳包覆技術，即在硅材料表面復合一層碳材料。吳凱介紹，但因為硅材料充放電進程中體積改動高達300％，多次循環后表面包覆的碳材料會破碎、墜落，對硅材料的保護作用大幅削弱，從而導致電池循環功用欠安。

這一世界級難題如“鬼魂”一般困擾產業界10來年之久。

寧德時代摒棄了傳統碳包覆技術，轉向研討人工電解質界面膜包覆技術。歷時2年多，將這一技術運用到硅材料制備，開宣告具有自主知識產權的新式人工電解質界面膜包覆的硅碳復合負極材料，其循環功用表現顯著優于國外產品，打掉立異路上的“第二只絆腳石”。

“與碳材料比較，人工電解質界面膜與硅材料的結合作用力更強、彈性更好、不易破碎或粉化，對硅材料起到很好的保護作用，因而可以在循環中大幅前進硅材料的界面安穩性，從而提高電池的循環壽數。”吳凱說，此舉將促進我國充分把握材料改性、前驅體組成等多方面的中心技術，完成要害材料技術的國產化，為硅碳復合負極的逐步商業化推廣運用提供了重要保障。

完美“瘦身”，首先運用特種等級的“7系鋁”

在能耗不變，體積和分量都受限的情況下，新能源轎車續航路程，首要取決于電池包的能量密度。

“這就考驗研討人員為電池包‘瘦身’的才干。”吳凱說，寧德時代初次將特種等級的“7系鋁”運用至電池包下箱體。“7系鋁”，鋁中的“戰斗鋁”，常被用于制造飛機起落架，具有輕盈、穩固、安全等特性。

吳凱通知記者，“7系鋁”運用也具有許多危險，特別是應力腐蝕現象（金屬材料在某些特定的介質中，因為腐蝕介質和應力的一同作用而發生開裂）。

“業界普遍認為這是‘7系鋁’的技術難點，乃至是技術禁區。”吳凱說，為此，他們通過上百項的實驗及相關工藝改進，使得應力腐蝕指數操控在行業界最高水平。現在，寧德時代已成功開宣告“7系鋁”下箱體，并已量產。

至此，該企業電池包下箱體輕量化規劃已處于世界領先水平。這一全新能量密度的動力電池，能使B級純電動轎車電池倉在現有基礎上，不額外添加空間，載能量（裝載電池的總電量）即可提高約50％；車載動力電池體系能量前進50％；整車分量可在現有基礎上減重250公斤，使該車型規范工況續駛路程前進到600公里以上……