2．  正负极上的各种花样

如果你还没有把初中化学还给老师的话，那应该还记得电池主要是由正极、负极、电解质三大部分组成，说完了固态电解质对于传统动力电池的优劣势，我们再来看看正负极到底都有什么玩法，可以让电池技术更进一步，目前我们的难点又在哪？

首先，明确一个概念是，正负极的材料以及配比都会影响电池性能。比如三元锂电池以镍、钴、锰或铝的混合材料作为正极材料，通过调节各成分的混合比例，电池能够表现出不一样的特性。比如提高镍的比例，能让电池能量密度更大；提高钻的比例，能让电池寿命更长、充电更快；提高锰或铝的比例，能让电池更稳定。

根据混合比例也就有了不同的型号，如523、 622、811等。但从这个比例演变的过程可以看出，占比为80％的镍是不断提高的，而钴的比例则一降再降，这是因为镍可以很直接提高电池的能量密度，之所以不完全用镍还保留钴，是因为后者可以让电池保持稳定性，但相应的，提高钴的含量也会降低电池能量密度，所以，在高能量密度电池成为大势所趋的情况下，超低钴电池甚至无钴电池，则是现阶段工程师们努力的方向。

目前，特斯拉经过不断技术优化之后，钴的含量已经降到了3％左右，未来降到1％甚至无钴并不是没可能，但为了稳定性以及安全性，找到替代钴元素所起到的作用，就成为了关键。

许久没有发声的长城蜂巢能源据说已经做到了量产无钴电池，采用了一系列非专业人士根本无法看懂的技术（纳米网络包覆、掺杂阳离子等），并实现了240Wh／kg单体能量密度的水平。

至于负极这边，目前锂电池中最常用的负极材料是石墨，其本身元素是碳。由于负极负责放电，需要对电解质脱出锂离子，所以负极能存储多少锂离子，就成为了电池容量的上限。

而碳的储锂性能又相当一般，石墨之所以能广泛应用在负极材料上，主要还是因为其稳定的特性。

为了进一步提高性能，目前比较主流的技术是在碳里加入硅。因为硅的储锂量比碳高了近十倍，但硅的比例太高，又会让负极稳定性变差，比如全硅负极的充放电膨胀率达到了300％，而石墨只有10％。所以，大多数厂家都是尽可能的平衡，比如智己L7的“掺硅补锂”，比如AION LX PLUS的海绵硅负极片，都是这么个道理。

当然了，既然负极最大的使命就是在电解质中释放锂离子，显然，终极目标就是直接采用锂金属作为负极，但锂金属作为负极最大的危险就是前面提到的枝晶问题，当反复充放电时负极会析出枝晶，从而刺破隔膜造成短路，理论上来说，固态电解质与锂金属负极是相辅相成的，二者彼此满足，这也是固态电池呼声如此大的又一原因。

当然了，锂金属作为负极材料的问题远不止枝晶一个，目前该项技术还处于实验室阶段，SES battery world上的第一代锂金属电池也还未经过市场和实际情况的验证，我们目前能看到高硅锂电池普及就已经非常不错了。

写在最后

最后我们来总结一下，电池技术虽然是电动车三电系统里进展最为缓慢的一个项目，但近些年随着资本和人力的不断增加，未来的道路也开始逐步明朗。

除了燃料电池、核电池等形态，未来我们这代人能看到最完美的电池形态应该就是采用了纯固态电解质、锂金属负极、无钴正极的电池。而这时，我估计离L5自动驾驶量产也已经不远了。但无论如何，我们终究是见证历史的一代。

       原文标题 : 电动爹为何难伺候？一文了解汽车动力电池技术现状