鋰電池的能量密度是指在一定的空間或質量單位內儲存的能量的多少。電池的能量密度是電池的平均單位體積或質量所釋放的電能。鋰電池的能量密度一般分為兩個維度：重量能量密度和體積能量密度。

　　新材料體系的采用、鋰電池結構的微調、制造能力的提升，是研發工程師“翩翩起舞”的三個階段。下面，我們將從單機和系統兩個維度進行講解。

　　單體的能量密度主要取決于化學體系的突破

　　1.增加電池尺寸

　　電池制造商可以通過增加原電池的尺寸來達到擴容的效果。我們最熟悉的例子是：率先使用松下18650電池的知名電動車公司特斯拉，將更換為全新的21700電池。

　　然而，“胖”或“長”細胞只是治標不治本，不是根本原因。從釜底抽薪的方法是從構成電池單元的正負極材料和電解液成分中尋找提高能量密度的關鍵技術。

　　2、化學系統的變化

　　如前所述，電池的能量密度是由電池的正負極控制的。由于負極材料的能量密度遠高于正極，因此需要不斷升級正極材料以提高能量密度。

　　高鎳陰極

　　三元材料一般是指鎳鈷錳酸鋰氧化物大家族。我們可以通過改變鎳鈷錳的比例來改變電池的性能。

　　硅碳陽極

　　硅基負極材料的比容量可達4200mAh/g，遠高于石墨負極372mAh/g的理論比容量，成為石墨負極的有力替代品。

　　目前，利用硅碳復合材料提高電池能量密度已成為鋰離子電池負極的發展方向之一。行業認可的材料。特斯拉發布的 Model 3 使用的是硅碳陽極。

　　未來，如果想更進一步，突破單體電芯350Wh/kg的關口，行業同行可能需要重點關注鋰金屬負極型電池系統，但這也意味著整個電池制造工藝的改變和細化。從我國幾種典型的三元材料可以看出，鎳的比例越來越高，鈷的比例越來越低。鎳含量越高，電池的比容量越高。此外，由于鈷資源稀缺，增加鎳的比例會減少鈷的使用量。

　　3、系統能量密度：提高電池組的成組效率

　　電池包的分組，考驗的是電池“攻城獅”對單體電芯和模組的排列能力。要以安全為前提，最大限度地利用每一寸空間。

　　電池組“瘦身”的方法主要有以下幾種。

　　優化布局

　　在外形尺寸方面，可以優化系統內部布置，使電池包內部的元器件布置更加緊湊高效。

　　拓撲優化

　　我們在保證剛性和結構可靠性的前提下，通過仿真計算實現輕量化設計。通過這項技術，可以實現拓撲優化和形貌優化，最終幫助實現電池盒的輕量化。