锂电池的能量密度是指在一定的空间或质量单位内储存的能量的多少。电池的能量密度是电池的平均单位体积或质量所释放的电能。锂电池的能量密度一般分为两个维度：重量能量密度和体积能量密度。

　　新材料体系的采用、锂电池结构的微调、制造能力的提升，是研发工程师“翩翩起舞”的三个阶段。下面，我们将从单机和系统两个维度进行讲解。

　　单体的能量密度主要取决于化学体系的突破

　　1.增加电池尺寸

　　电池制造商可以通过增加原电池的尺寸来达到扩容的效果。我们最熟悉的例子是：率先使用松下18650电池的知名电动车公司特斯拉，将更换为全新的21700电池。

　　然而，“胖”或“长”细胞只是治标不治本，不是根本原因。从釜底抽薪的方法是从构成电池单元的正负极材料和电解液成分中寻找提高能量密度的关键技术。

　　2、化学系统的变化

　　如前所述，电池的能量密度是由电池的正负极控制的。由于负极材料的能量密度远高于正极，因此需要不断升级正极材料以提高能量密度。

　　高镍阴极

　　三元材料一般是指镍钴锰酸锂氧化物大家族。我们可以通过改变镍钴锰的比例来改变电池的性能。

　　硅碳阳极

　　硅基负极材料的比容量可达4200mAh/g，远高于石墨负极372mAh/g的理论比容量，成为石墨负极的有力替代品。

　　目前，利用硅碳复合材料提高电池能量密度已成为锂离子电池负极的发展方向之一。行业认可的材料。特斯拉发布的 Model 3 使用的是硅碳阳极。

　　未来，如果想更进一步，突破单体电芯350Wh/kg的关口，行业同行可能需要重点关注锂金属负极型电池系统，但这也意味着整个电池制造工艺的改变和细化。从我国几种典型的三元材料可以看出，镍的比例越来越高，钴的比例越来越低。镍含量越高，电池的比容量越高。此外，由于钴资源稀缺，增加镍的比例会减少钴的使用量。

　　3、系统能量密度：提高电池组的成组效率

　　电池包的分组，考验的是电池“攻城狮”对单体电芯和模组的排列能力。要以安全为前提，最大限度地利用每一寸空间。

　　电池组“瘦身”的方法主要有以下几种。

　　优化布局

　　在外形尺寸方面，可以优化系统内部布置，使电池包内部的元器件布置更加紧凑高效。

　　拓扑优化

　　我们在保证刚性和结构可靠性的前提下，通过仿真计算实现轻量化设计。通过这项技术，可以实现拓扑优化和形貌优化，最终帮助实现电池盒的轻量化。