從下圖(圖1 汽油與鋰電池能量密度的對比)來(lai)看(kan)，鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)的(de)能(neng)量(liang)密(mi)度(du)和(he)體(ti)積(ji)能(neng)量(liang)密(mi)度(du)確(que)實(shi)比(bi)較(jiao)低(di)。開(kai)安(an)全(quan)環(huan)保(bao)的(de)電(dian)動(dong)車(che)的(de)人(ren)就(jiu)回(hui)過(guo)頭(tou)來(lai)指(zhi)著(zhe)搞(gao)電(dian)池(chi)的(de)說(shuo)
，咋(za)不(bu)像(xiang)摩(mo)爾(er)定(ding)律(lv)那(na)樣(yang)，18geyuejiubadianchinengliangmidufangefan，lidianchibuxing
，zanjiuhuangeqitade，shuixingshuishang。zhehaizhenbunengnameji，zanlaikankanzhexiegenengjinxingchongfangdiandedianchidoushashuiping？zaidakaidituzhaoyizhao，kankanshibushiyoushacuoguodebaobei，kankanshibushinamerongyi，lidianchishibushinengdadaoranyouchedenengliangmidushuiping。

 

 

電池的能量密度基本由電池的正負極決定的
，但光是正負極活性材料也不能保證電池能發上電
，得有很多非活性物質，比如導電輔助劑、活性粉末之間的粘結劑、隔離膜
、陰陽極的箔材、絕緣固定的膠紙
、外邊鋁塑膜殼子或者鋼鋁殼等等(表1 典型電池設計非活性物質的占比)。我(wo)們(men)的(de)媒(mei)體(ti)，總(zong)喜(xi)歡(huan)搞(gao)大(da)新(xin)聞(wen)，有(you)意(yi)無(wu)意(yi)的(de)忽(hu)略(lve)這(zhe)部(bu)分(fen)物(wu)質(zhi)的(de)含(han)量(liang)
，得(de)出(chu)的(de)能(neng)量(liang)密(mi)度(du)老(lao)能(neng)高(gao)到(dao)天(tian)上(shang)去(qu)，與(yu)事(shi)實(shi)相(xiang)差(cha)較(jiao)大(da)，誤(wu)導(dao)無(wu)辜(gu)吃(chi)瓜(gua)群(qun)眾(zhong)。其(qi)實(shi)
，這(zhe)部(bu)分(fen)相(xiang)當(dang)重(zhong)要(yao)
，就(jiu)拿(na)過(guo)去(qu)十(shi)幾(ji)年(nian)的(de)技(ji)術(shu)進(jin)步(bu)來(lai)說(shuo)，我(wo)們(men)電(dian)池(chi)的(de)能(neng)量(liang)密(mi)度(du)提(ti)升(sheng)主(zhu)要(yao)就(jiu)是(shi)靠(kao)著(zhe)活(huo)性(xing)物(wu)質(zhi)占(zhan)比(bi)的(de)提(ti)升(sheng)來(lai)實(shi)現(xian)的(de)。

 

 

CRABTREE 2015年在The energy-storage frontier : Lithium-ion batteries and beyond中總結了過去25年鬆下18650電芯能量密度的變化。經過千辛萬苦，現在電芯實際R占比(Real/Cal.)已經達到了61%左右，實際電池係統加上管理係統、冷卻係統、引線等，成組實際能量密度會更進一步降低。下表例舉了一部分現有實際電池能量密度，可憐的明日之星鋰硫電池才10%左右的理論容量發揮；按照R max = 61%算，理論能量密度最高的鋰空的能量密度大概為3182 Wh/kg。

 

 

中科院的吳嬌楊博士對於選取了現有理論容量較高、理論容量較低但是商業化比較成熟等綜合性能比較好的正負極材料
，進行正負極搭配，大致得出了結果：Li-rich-300 對Si-C-2000 的電芯體係，在所有的電池體係中具有最高質量能能量密度584 W·h/kg以及最高體積能量密度1645 W·h/L。該數值不包括封裝材料與極耳。

 

 

計算結果中
，能量密度排名第二的是LCO-220 對Si-C-2000
，可以分別達到536 W·h/kg 和1597 W·h/L。LiCoO2 理論比容量是274 mA·h/g，目前報道的可逆容量已經達到了220 mA·h/g[12-14]。但是也有相應的問題
，LiCoO2 的放電可逆容量可以達到240～260 mA·h/g

，但高容量LiCoO2(>180 mA·h/g)應用還需要解決高電壓電解液、析氧、結構不可逆轉等問題。實際電池中富鋰錳基正極材料和矽負極實現300 mA·h/g 和2000mA·h/g 還是非常困難的，現有的富鋰錳基正極材料也還需要提高倍率性能。另外，還核算了一下鋰金屬電池的最高實際發揮容量，100%Li 容量發揮時候
，基於最高的正極材料LCO-220，重量能量密度也僅僅隻有587 W·h/kg，體積能量密度隻有1545 W·h/L。另外
，從圖5和圖6可以看到
，負極采用金屬，與空氣等搭配可以獲得更高的能量密度，但是這類電池的應用可能性較小。

 

 

看了這些數據，我們大致可以得到結論，近期我們能夠觸碰到的能量密度可能是550Wh/kg左右
，如果按照一次充電續航700公裏的要求
，我們大致需要配備約135KWh電量，隻需要0.245T電池，對於車輛輕量化會有很大貢獻。

 

 

同時， 電池能量密度提升，也會對電池的壽命要求有很大的降低；更為重要的是，電池的成本甚至可以降至0.2元/Wh，遠低於各大政府機構和商業機構的規劃和預期。(見最後一圖，主要基於鬆下18650電池實際能量密度/理論能量密度占比反推核算。)