自从新能源车补贴与能量密度直接挂钩后，提升动力电池能量密度就成为动力电池企业赢得市场的重要“筹码”。基于此，国内知名动力电池企业不断加大研发投入，通过改变技术路线，改进正、负极材料、隔膜、电解液等原材料体系，优化PACK结构等，希望在最短时间内最大限度地提升动力电池的能量密度。

成效是显著的，短短半年时间国内新能源汽车能量密度已实现质的飞跃。在以磷酸铁锂为主导的纯电动客车领域，政策规定能量密度达到115wh/kg即可拿1.2倍补贴，据统计首批推荐目录能拿到1.2倍补贴的车型仅1款，第二批猛增至55款，第三批达119款，第四批为162款，第五批是95款，占比分别是0.5%、27%、36%、72%、64%。

新能源客车电池能量密度大幅提升

而在以三元电池为主的乘用车领域，能量密度达到120wh/kg即可拿1.1倍补贴。首批目录仅7款车上榜，第二批为4款，第三批为18款，第四批为29款，第五批为16款，虽然数量有起伏，但是占比正稳步提升，分别为10%、11%、47%、39%、59%。此外，值得注意的是有部分车型的能量密度已突破150wh/kg。

按照此前发布的动力电池能量密度的路线图，到2020年动力电池单体能量密度要大于300Wh/kg，系统能量密度争取达到260Wh/kg。科技部部长万钢表示，“自2010年大规模牵头发展电动汽车以来，每隔四年左右，电动汽车电池能量密度就能够提高一倍，成本下降大约50%”。截至2020年底，恰好还有4年时间。

2030年电池能量密度要做到300wh/kg

实现可完成“小目标”

首富王健林有句很经典的话，“先给自己定一个可以完成的小目标，比方说我先挣他一个亿。”现如今，诸多电池企业都将实现300wh/kg作为自己可以实现的“小目标”，包括比亚迪、国轩高科、宁德时代、天津力神、比克电池等国内知名的电池企业，纷纷公布了完成这个“小目标”的时间节点。

王健林的“小目标”为人津津乐道

如比亚迪方面称，自家三元电池体系规划在2018年做到240Wh/kg，到2020年大概做到300Wh/kg。电池正极采用高镍三元材料，负极采用氧化亚硅或纳米硅；宁德时代也透露2016年电池能量密度已可做到200-250Wh/kg，“十三五”期间希望实现350Wh/kg目标，材料体系为高镍三元/硅碳材料。

此外，国轩高科2017年新三元电池能量密度目标为200wh/kg，同样2020年的能量密度目标是300-350Wh/kg，采用高镍三元正极材料，硅基负极材料；比克电池18650圆柱第四代产品（3.0Ah）普遍可以达到220-230Wh/kg，2017年第五代产品（3.6Ah）的能量密度预计可以达到250Wh/kg，2020年达到300wh/kg。

从上述公开的信息可以看到，国内各大电池企业不仅需要达成的“小目标”相同，就连选择的技术路线也是惊人的相似。大致可以归纳为：选择三元电池路线；正极材料采用高镍三元或者富锂锰基材料；负极材料则采用硅基材料；电解液选择高压电解液；隔膜主要选择以PP、PE为主，外加陶瓷涂层。

其实不难看出，上述技术路线与材料体系与日本电池企业如出一辙。此前特斯拉选用的是松下的18650三元电池，其能量密度可以做到252wh/kg，相比国内电池能量密度优势很明显。而事实也证明，特斯拉使用松下的18650电池，在续航里程上领先于对手，这也使得特斯拉取得了不错的成绩。

特斯拉采用的松下18650电池

不过，与国内电池企业“模仿”相比较，以特斯拉、三星SDI为代表的国外企业，则力争在电池路线上推陈出新，以求获得更高的能量密度。如特斯拉在今年的投资者见面会上宣布，其与松下联合研发的新型2170电池开始量产，并强调这是目前可量产电池中能量密度最高且成本最低的电池。

据了解，特斯拉与松下合作生产的2170电池，能量密度在300Wh/kg左右，比其原来使用的18650电池系统的250Wh/kg约提高20%。这也意味着，采用2170电池后，同等条件下所需电池的数量可减少约1/5，这将带来整个Pack内部金属连接件数量的减少，实现特斯拉轻量化的目标，同时可降低约10%的成本。

不甘落后，三星SDI也在北美地区2017国际汽车展（NAIAS）上确认，已经成功开发出改进后的21700圆柱形电池，其在电池模块，在能量密度、功率输出和性能表现方面取得了很大进步，能够为电动车提供600公里的续航里程。而且，新电池拥有的“快速充电”能力仅充电20分钟，便可充满80%的电量。

此外值得一提的是，近期特斯拉提交的与金属空气电池相关的专利获得通过。该专利重点在于“一种充电的金属空气，在环境氧浓度低于预设浓度时，能够保持最高速率，从而最大限度减少在充电周期产生氧的风险。而锂空气电池、锂硫电池、固态电池被看作是2030年实现500wh/kg能量密度目标的技术路线。

无独有偶，日本国家材料科学研究院也宣布，已经成功开发出能量密度非常高的“锂空气电池”。据该组织介绍，该电池使用碳纳米管作为空气电极材料，通过电极结构优化可以实现很高的能量密度，是普通锂电池的15倍之多。相较于当前新能源车普遍200公里的续航里程，该电池可轻松提升续航里程至2000公里以上。

安全性问题待解决

在政策推动之下，当前动力电池行业有关能量密度的竞技赛正越演越烈。对于国内的动力电池企业来说，大家正朝着300wh/kg的“小目标”稳步前进。从目前情况来看，2020年要实现300wh/kg的目标基本上是可行的。那么问题来了，实现了这个“小目标”，就能用在新能源车上吗？答案是否定的。

众所周知，汽车动力电池是系统的工程，能量密度只是其中的一个重要条件，其他性能如充放电倍率、循环寿命、功率、安全性等也是至关重要的。从国内电池企业公布的技术路线来看，实现“小目标”的途径基本上是通过三元电池来实现。而时至今日，衡量三元电池最重要的安全性问题始终没有得到很好的解决。

举个例子，特斯拉使用的是松下的18650电池。业内普遍认为，松下提供的18650电池在能量密度和安全性上是行业的‘标杆’，而特斯拉也被称作是电池管理系统方面的“专家”。按道理说如此强强联合，不会有太多安全性方面的问题，但事实却并非如此，特斯拉起火燃烧的事件始终不断。

6月11日凌晨，山东省日照市一辆特斯拉撞击护栏后发生火灾，这起事故比国外的多起特斯拉起火事故都要严重，整台车已经严重烧毁，无法辨识，并且电芯散落一地，说明车辆当时受到撞击的力度和起火后的火势都非常凶猛。从已经烧毁的骨架来看，应该是一台四驱版的特斯拉Model X。

烧成废铁的特斯拉Model X

今年2月份，同样是特斯拉Model X在沈海高速发生碰撞后起火。车主透露，车辆很快浓烟滚滚，继而火光冲天，伴随不少于四次爆炸声。事故发生后，周围车辆司机拿出灭火器灭火没有任何效果，很快3吨重的SUV被烧成堆废铁。试问跟特斯拉相比，国内有几家车企的电池管理系统技术能与之匹敌。

万钢表示，电池能量密度和安全性是相辅相成的两个要素，电动汽车无论是本身电安全还是驾驶安全等都必须充分考虑到。未来自动驾驶汽车必然会实现在电动汽车上面，这是最好的载体。电动汽车首要解决的问题就是安全，只有这样电动汽车才会比传统燃油汽车更加安全、使用更加长久。

高能量密度电池意味着获得的财政补贴更高，因此追求高能量密度是参与动力电池市场竞争企业的终极目标。“在当前充电设施不完善，续航里程焦虑的情况下，追求能量密度的最大化情有可原。然而，一味的追求能量密度，忽略电池的安全性只会导致整个行业轨道的偏离。”成都兴能新材料总经理范未峰表示。

从推荐车型目录来看，目前已有新能源客车开始使用三元电池，对行业来说这是个很有利的信号。然而新能源客车的安全性要求更高，在电池能量密度提升的同时，行业内对于高能量密度电池安全性的质疑声，也是此起彼伏。安全性和能量密度是相辅相成的

在能量密度限制下，届时磷酸铁锂退出市场，如果安全性不能保证，发生安全事故不光会给新能源车抹黑，也会导致行业对三元电池安全性的怀疑。去年三元电池就因为安全性的原因被补贴除名，难保到时候频发的事故不会对三元电池形成致命的打击。

业内人士认为，相关电池企业在实际生产过程中，主动研发和被动监督同样为电池的安全性保驾护航。电池企业首先要优化电池材料及内部设计，如防燃电解液、陶瓷隔膜；其次完善电池外部设计，如加装防爆阀等；三是提升软件管理与控制，如加强BMS管理等。

同时，政府应加速出台相关标准和监管制度，对出现的安全事故建立起问责制度，一旦出现安全问题，将追究当事人的责任。

国家科技部 863 计划电动汽车重大科技专项特聘专家王秉刚曾经说过，“如果做不到高安全性，宁可把发展新能源车的脚步放缓一点。”按照目前情况来看，国内电池企业已不约而同地选择了三元电池的路线，如果解决不了三元电池的安全性问题，能量密度提升的脚步是不是也可以适当的放缓一点。

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