双极性电极，1000公里续驶里程的助推器？（一）

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基于EMBATT概念的双极性电池主要实现以下目标：

· 大幅度降低系统复杂性，电池系统能量密度提高到500Wh/L

· 降低内阻，减少冷却的需求

· 使用更少的零部件，制造成本可以降低

· 符合车辆安全要求

· 采用先进电池材料，进一步提高能量密度

现在的锂离子电池将电极进行卷绕或叠片后放入壳体内(圆柱形、方形、或软包)，然后再跟其他结构件、电子器件、管理单元集成到电池系统那个内。 从单体电池到电池系统，由于大量非活性物质(结构件，电子元器件、线束等)的存在，能量密度损失高达40-60%左右(甚至更高)，目前电池系统能量密度大致在120-300Wh/L(这里不是Wh/kg)。

EMBATT项目的电池开发目标旨在打破传统的电芯和模块的界限，将双极性电极制备的电池集成到底盘，并根据封装的尺寸不同，可以实现850-1200V的大型电池电压配置(大约2平方米左右的电池)，从而使得1000公里的续驶里程成为可能。这个开发项目的挑战之一是如何生产双极性电极，因为这要求在电极的两侧涂敷上正极和负极两种不同的材料，最小电池单元的厚度大约在300微米，这是一个比较复杂的制备过程。电池的机械稳定性通过内外部的支撑结构实现。除了这些电池结构的特殊设计之外，另一个重点是要采用高效率的电池材料。EMBATT项目在负极材料上目前选择了钛酸锂LTO，正极选择了镍锰酸锂LNMO，单体电池的电压在3.2V左右(选择其他材料也可以，但是电压会低一点)，下一步重要的材料是选择合适的电解液，从传统的液态电解液到固态电解质都在考查范围内，长远看，全固态电解质会成为最终选择，隔膜可选方案之一是陶瓷隔膜，这有助于将固态电解质的方案和隔膜集成在一起。EMBATT项目中的双极性电极是在集流体的两侧分别涂敷LTO作负极、LNMO作正极(其他正极材料也可以)。先用激光切割对双极性电极进行第一次预冲切，然后在进行二次冲切得到最终电极尺寸。然后采用叠片方式将双极性电极片堆叠起来，形成电池单元之间的串联。根据项目的研究进度，基于EMBATT概念的1000公里电动车预计在2025年发布。

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