这种电动车哪一年能行驶1000公里？

在哪一年拥有1000公里的电动车系列？我不得不从这位网友的留言开始:

位网友有如此强的挖掘能力，随便挥挥手是一个宏大的话题。鉴于对其进行清晰、准确的描述是不现实的，点格将按时间顺序对主流动力电池的发展进行简要梳理。虽然不可能一窥全貌，但也可以一窥豹~

。为了简化内容和突出重点，电哥将暂时称之为1980年以前的启蒙时代。

有一个著名的冷知识，即电动汽车比燃油汽车早得多，纯电动汽车在它们诞生的早期是绝对的主流。毕竟，电动汽车的最早概念可以追溯到Jederek在1828年发明的电动马达“玩具”，但这一发明没有明确的“动力电池”概念，因此它不是真正的纯电动汽车。在接下来的几年里，

也诞生了水测试产品，如第一辆由DC汽车驱动的电动车和第一辆电动马车。然而，这些产品的共同问题是它们不能给电池充电，基本上只能算作一次性玩具。说一个笑话，在那个时代发明纯电动汽车的目的是因为对于普通人来说，运输成本太高了。

的转变发生在1859年，当时加斯顿发明了铅酸电池，它可以被认为是一种重要的动力电池。在这项发明的基础上，第一辆铅酸电池电动汽车于1881年成功诞生(即使以此作为参考，它也比1886年的第一辆燃油汽车要早)然后卡米尔努力改进设计，制造了铅酸电池三轮车，它只有160公斤重，最高时速为12公里/小时。也许在你身体强壮之前，你可以跑得比马车还快。在那个能源大发展的时代，电动汽车、内燃机和蒸汽机处于三方对抗之中。

就像今天一样，19世纪后期的电动汽车也比燃油汽车安静，甚至当时的电动汽车的可靠性也比燃油汽车高得多，只是受到当时电动汽车所携带的铅酸电池容量的限制，这些大家伙的续航能力一般限制在70公里以内，最高时速只有30公里。

不妨总结一下这些特点。当时，动力电池体积大，质量大，能量密度极低。这种夸大的差距使得当时不可能通过堆叠电池来提高耐久性，因为在电池堆叠到7800公斤之后，当时的发动机甚至不能驱动如此巨大的机体。即使像镍镉电池这样的新技术在同一时期相继推出，也很难改善这一基本困境。进入20世纪后，内燃机爆燃的时代即将到来，电动汽车的发展已经停滞不前。

在1976 -1985年，随着第一次石油危机和日益恶化的环保问题，汽车如何节能减排又回到了人们的视野。自然，我们又想起了电车。其中，斯坦利、约翰和吉野·阿基拉相继奠定了锂离子电池框架。锂电池的诞生导致了高压充电电池逐渐进入人们的生活。从那以后，人类动力电池科技树就基本上集中在锂电池上。

为了纪念他们对世界的贡献，2019年诺贝尔化学奖的获得者是这三兄弟。

1980-2000进入锂时代:钴酸锂、磷酸铁锂等电池进入锂电池时代。

进入锂电池时代后，它不是一蹴而就的，而是经历了一段艰苦的探索时期。因此，在最初阶段，我们看到的第一批真正意义上的纯电动汽车仍然使用一些旧电池技术。例如，如果你使用镍铬电池的油电指示器106，最大速度是90公里/小时，续航时间只有100公里。

5年标志106的电子版看起来与我们的老人乐

相似。此外，还有众所周知的通用EV1。不像标志106，通用EV1是一个绝对纯电动的原始设计。双座双门轿车一经推出，就受到了广泛欢迎。早期铅酸电池版本的电池容量为16.5千瓦时至18.7千瓦时，环境保护局续航时间为126公里，后期镍氢电池版本的电池容量增加至26.4千瓦时，环境保护局续航时间达到228公里。通用汽车EV1的兴衰是另一回事。如果你感兴趣，看看2006年的纪录片《谁杀死了电动汽车》

迄今为止，纯电动汽车已经淘汰了铅酸电池，并尝试了更安全的镍氢电池之路。然而，镍氢电池也面临着能量密度极低的困境。重量能量密度基本上停滞在80Wh/kg以下，镍氢电池不适合发射长寿命纯电动汽车。直到吉野·阿基拉提出LCO钴酸锂电池，锂离子电池才进入蓬勃发展时期。以LCO钴酸锂和LCO锰酸锂为代表的

锂电池在此期间取得了积极的发展，但似乎很难拿出一套成熟的车载动力电池。以前的钴酸锂电池具有高能量密度，但是从名称来看，知道高成本是很可怕的，并且建造一个巨大的汽车规格电池是不现实的。在后一种情况下，锰酸锂的成本降低了，但预期寿命降低了，能量密度又降低了。这一轮尝试的结果总是不能令人满意。幸运的是，大容量、高循环性能的锂离子电池已被证实是车载动力电池的发展方向。

二氧化硅部分晶体模型

这一转变发生在1997年。经过不懈的努力，约翰开发了LFP磷酸铁锂电池，最终找到了一种安全、低成本、高循环寿命等诸多优点的锂电池技术，使动力锂电池的商业化成为可能。

2000-2020能源密度大跃进:磷酸铁锂与三效锂之争

进入新世纪后，大家都很熟悉这个故事，基本上，这是磷酸铁锂与三效锂电池之间的较量

磷酸铁锂电池(LFP)是使用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，而三元锂电池是使用镍钴元素作为正极材料和锰盐或铝盐来稳定化学结构的锂电池，主要是NCM(镍钴锰)和NCA(镍钴铝)由于化学特性，磷酸铁锂电池的电压平台相对较低，能量密度约为140Wh/kg。然而，三元锂电池具有高电压和240瓦时/千克的能量密度。换句话说，在相同的电池重量下，三元锂的能量密度比磷酸铁锂材料更容易且更高。

无论是NCM(镍钴锰)电池还是NCA(镍钴铝)电池，两种三元锂电池在能量密度上比磷酸铁锂电池更具优势，而且能量密度仍在以不同的“三元”比例发生微妙的变化具体而言，根据镍、钴和锰或镍、钴和铝的不同比例获得更高的能量密度。原理也不复杂，即尽可能增加镍的比例。

以NCM(镍钴锰)电池为例。根据三者含量的不同，常见的有NCM523、NCM622和NCM811(数字代表镍-钴-锰的比例)。目前，NCM811电池已应用于广州汽车有限公司的Aion S、伟来ES6等新能源汽车上。在保持相同体积的前提下，可以显著提高电池的能量密度。

GAC新能源Aion S

伟莱ES6

由此表明，高镍三元锂电池已成为近期容量密度增加无法回避的发展方向。随着镍含量的增加，三元正极材料的比容量逐渐增加，电池单元的能量密度也相应增加。例如，特斯拉广泛使用的21700 NCA三元锂电池具有260瓦时/千克的能量密度和8∶1.5∶0.5的镍钴铝比。毫无疑问，它属于“高镍电池”总的来说，

磷酸铁锂电池成本低，循环性能强，安全性强，即重量能量密度相对较低。然而，镍-钴-铝/镍-钴-锰三元锂电池具有较高的成本、较强的循环性能和较易提高的系统能量密度，但其稳定性不确定(特别是对高镍电池)因此，在传统认知中，三元锂电池更广泛地用于小型客车，而磷酸铁锂电池更普遍地用于大型商用车

值得注意的是，随着高镍三元锂电池的迅速发展，其安全隐患也在2019年众多安全事件中爆发，使人们重新审视在追求高能量密度和长续航时间的同时，安全不容忽视。

2020-2025:三元锂电池继续精炼，磷酸铁锂或焕发第二春

从目前的技术水平来看，三元锂电池将长期保持，甚至保持市场的主导地位，动力电池领域的能量密度预计将从目前的255瓦时/千克猛增至300瓦时/千克，续航能力将进一步提高如何提升

？有很多方法，我们习惯于根据不同的包装技术和形状来划分它们。目前，主流可分为三种类型，即圆柱形锂离子电池、软包装锂离子电池和方形锂离子电池。自从锂离子电池商业化以来，圆柱形锂离子电池首次在3C和消费电子产品中得到广泛应用。特斯拉采用松下18650和21700 NCA圆柱形锂离子电池，卷绕工艺成熟，能量密度高，但电控难度相应较高。

软包装锂离子电池产业已经发展了20多年。LG、SK、AESC等公司都有大量成熟产品被广泛使用。它最明显的特点是外壳由铝塑薄膜制成。因此，组装过程相对简单，层压过程用于动力电池领域。相应的方形锂离子电池也了解到制造工艺与软包装基本相同，只是由于组装好的铝壳和盖板的封装采用激光焊接，焊接后留有注液孔进行二次注液，组装工艺自然更加复杂，目前大多采用卷绕成型工艺。

正成为越来越主流的选择，因为方形锂离子电池的电气控制难度相对较低(国内车辆大多采用VDA尺寸),以及制造过程中更加突出的安全性的双重好处。目前，大多数三元锂电池的突破是在现有的基础上采用叠层工艺，突破了方形叠层的最大问题——生产效率，带来了诸多好处，这可能是未来几年动力电池的主流发展方向。

，无论是软袋还是方形铝壳动力电池，都因新能源汽车电池组的设计而受到高度限制，其外形正在向更长的方向发展。为了顺应这一趋势，传统的卷绕工艺电池单元已经不能满足汽车轨距动力电池单元的形状要求，将被层压工艺生产的电池单元所取代。正是因为叠层电池芯在尺寸上是柔性的并且不受卷绕针结构的限制，所以叠层产品具有极片的高界面平整度。

平面度较高。最直接的变化是，技术成熟并扩大规模后，能量密度将提高5%，循环寿命将提高10%，成本可降低5%。在不改变其他工艺和原材料的前提下，仅采用层压工艺，循环寿命可提高10%。

因此，未来的动力电池将逐渐放弃模块化，转向专业(车辆调节)和大规模开发。尺寸越大，叠片的优势越突出，这也是未来动力电池的发展趋势。松下、三星国投、CATL、比亚迪、蜂巢等行业巨头都计划在近期引入层压技术。

当然，除了这一过程，三元锂电池还将做出大量努力来减少钴(降低成本)和探索新材料。目的与过程改进的目的相同，因此在此不再重复。

也值得注意的是磷酸铁锂电池。由于工艺改进，其电池组系统的能量密度已达到约160瓦时/千克。尽管与目前的高镍电池相比仍有差距，但很明显，这种性能足以用于大型商用车辆和一些对耐久性要求较低的乘用车。此外，由于成本和安全性的优势，磷酸铁锂电池有望在第二个春天发光并再次增加装机容量

2025:固态电池即将上市

。不幸的是，通过升级过程和改变三元比例升级过程来改善锂电池的性能，生长空间必然是有限的，同时它也承担了更活跃的化学特性的成本。有没有更长远、更有前途的电池技术？当然有。这是车载动力电池、固态电池的最终目标。

由于固态电池固有的化学优势，能量密度很容易突破400瓦时/千克，影响1000公里的续航能力，安全性也将得到质的飞跃。

固态锂电池，顾名思义，是由固体电解质隔膜和电解质代替的固态电池在提高车载动力电池的性能方面是革命性的。从视觉上讲，与传统锂电池相比，使用固体电解质的固态电池的性能提升可与固态硬盘相比。

固体电解质带来太多好处。第一种是直接用金属锂代替传统三元锂电池的石墨负极作为负极。仅在这一步，能量密度就可以大大提高。其次，固体电解质还允许使用具有更大容量的正电极材料，这也可以以叠加的方式增加能量密度，具有更明显的益处。更重要的是，固体电解质具有许多核心优势，如不易燃、不腐蚀、不漏液、不挥发等。以前纯电动汽车所担心的安全问题也将得到解决。

解决了耐久性和安全性问题，更不用说固态电池具有体积小、寿命长、易回收等优点。因此，在可预见的未来，固态电池将是车载动力电池乃至整个电池行业的发展方向。即使

难以开发且价格昂贵，在整个行业的需求下，固态电池的未来仍然是明朗的。到那时，恐怕满街跑的电动汽车会跑1000多公里。

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