九月二十六日，百人會(huì)產(chǎn)業(yè)培訓(xùn)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)高級(jí)研修班(華東班)在上海開(kāi)班，聚焦電動(dòng)汽車(chē)核心技術(shù)突破與創(chuàng)新，多位知名學(xué)者專(zhuān)家和行業(yè)專(zhuān)業(yè)人士就動(dòng)力鋰離子電池發(fā)展趨勢(shì)與前沿技術(shù)表達(dá)了自己的觀點(diǎn)。

核心總結(jié)

根據(jù)黃學(xué)杰和艾新平兩位老師的講課內(nèi)容，動(dòng)力鋰離子電池的發(fā)展趨勢(shì)和前沿技術(shù)可以總結(jié)為以下四點(diǎn)：

1、鋰離子電池仍是動(dòng)力鋰離子電池發(fā)展的重點(diǎn)，解決Si/C負(fù)極的循環(huán)庫(kù)倫效率低下和富鋰錳基的電壓衰減問(wèn)題，有望發(fā)展出能量密度突破400Wh/kg的動(dòng)力鋰離子電池；

2、從遠(yuǎn)期來(lái)看，革新型鋰離子電池較鋰硫、鋰空氣電池更具現(xiàn)實(shí)意義。開(kāi)發(fā)基于陰離子電荷補(bǔ)償機(jī)制的高容量富鋰氧化物正極（350mAh/g），可以發(fā)展出能量密度大于500Wh/kg的動(dòng)力鋰離子電池；

3、安全性決定了高能量比電池裝車(chē)應(yīng)用的前景，發(fā)展自發(fā)熱控制技術(shù)和全固態(tài)電池是可行的解決方法，亟需加緊攻關(guān)；

4、高載量電極是實(shí)現(xiàn)電池高能量比的基礎(chǔ)，根據(jù)極化模型，開(kāi)發(fā)梯度孔率電極，有關(guān)高能量比電池具有重要用途和意義。

中科院物理所研究員黃學(xué)杰認(rèn)為我國(guó)的動(dòng)力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)保持著良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，曾經(jīng)的日韓公司實(shí)力很強(qiáng)，但是種種原因下他們?cè)谖覈?guó)市場(chǎng)的業(yè)務(wù)受到重創(chuàng)，從而不得不開(kāi)辟了新的國(guó)際市場(chǎng)。

國(guó)家發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)必須有自己的電池產(chǎn)業(yè)，這是新能源汽車(chē)的關(guān)鍵核心之一。在德國(guó)的汽車(chē)電氣化轉(zhuǎn)型過(guò)程中，德國(guó)一邊跟韓國(guó)合作推出產(chǎn)品，同時(shí)進(jìn)行自己的電池研發(fā)；相比之下，我國(guó)的動(dòng)力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)在這幾年中得到了充分的發(fā)展，單從動(dòng)力鋰離子電池本土化這一點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，我國(guó)比德國(guó)領(lǐng)先很多。

按照《我國(guó)制造2025》中的相關(guān)規(guī)劃，動(dòng)力鋰離子電池單體能量密度將會(huì)在2020年達(dá)到300Wh/kg，在2025年達(dá)到400Wh/kg，等到2030年則會(huì)達(dá)到500Wh/kg。

武漢大學(xué)研究員艾新平表示：近期路線中，Si/C復(fù)合負(fù)極可使電池能量密度300Wh/kg；中期路線是富鋰錳基正極+Si/C復(fù)合負(fù)極，這樣可實(shí)現(xiàn)400Wh/kg的能量密度；而長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)講，采用鋰硫、鋰空氣等技術(shù)理論上可依講動(dòng)力鋰離子電池能量密度提升到500Wh/kg，這是現(xiàn)存的三個(gè)技術(shù)路線。

但艾新平認(rèn)為，前兩個(gè)技術(shù)路線總體來(lái)說(shuō)可行度較高，沒(méi)有太大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)；但是鋰硫、鋰空氣電池與實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景結(jié)合度太低，指導(dǎo)性不強(qiáng)，要改變思路，加強(qiáng)探索。

鋰硫、鋰空氣為啥都不靠譜？

有關(guān)鋰硫電池，其放電中間產(chǎn)物溶解流失使其循環(huán)穩(wěn)定性差；負(fù)極可充電性不佳；體積密度非常低，從而導(dǎo)致電池體積過(guò)大，占用空間。這些問(wèn)題都是短時(shí)間難以解決的。

從應(yīng)用產(chǎn)品上講，鋰空氣電池是一個(gè)開(kāi)放體系，透氧防水水非常困難，同時(shí)缺乏缺乏廉價(jià)高效的催化劑，制約著鋰空氣電池在動(dòng)力鋰離子電池領(lǐng)域發(fā)力。

相比之下，為了實(shí)現(xiàn)500Wh/kg的能量密度，采用富鋰錳基正極+Si/C復(fù)合負(fù)極+固態(tài)電解質(zhì)的技術(shù)路線則更為現(xiàn)實(shí)，艾新平將其稱(chēng)為革新型鋰離子電池。

革新型鋰離子電池該怎么玩？

富鋰錳基正極具有較高的可實(shí)現(xiàn)容量（≥250mAh/g），是突破500Wh/kg的關(guān)鍵；但是其循環(huán)過(guò)程中存在嚴(yán)重的電壓衰減，導(dǎo)電倍率和循環(huán)性能還有待提高。

通過(guò)化學(xué)組成的優(yōu)化設(shè)計(jì)，調(diào)整Mn、Ni、Co的配比來(lái)抑制電壓衰減；表面改性，降低總堿量，減少材料有電解液的直接接觸，提高材料循環(huán)性能和倍率性能。這是目前改善富鋰錳基正極的重要工作。

有關(guān)Si/C復(fù)合負(fù)極，最大的問(wèn)題就是鋰離子脫嵌過(guò)程中，體積膨脹率太大，循環(huán)壽命低。其有效的解決途徑就是建立穩(wěn)定的固/液界面，提高循環(huán)庫(kù)倫效率。為此，艾新平提出了硅基負(fù)極的理想結(jié)構(gòu)模型，通過(guò)這種包裹結(jié)構(gòu)來(lái)隔絕硅跟電解質(zhì)直接接觸。

至于固態(tài)電解質(zhì)，現(xiàn)階段的研發(fā)重點(diǎn)是固態(tài)聚合物電解質(zhì)、無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的設(shè)計(jì)及制備技術(shù)，固/固界面構(gòu)筑技術(shù)和穩(wěn)定化技術(shù)；在此基礎(chǔ)上完善電池生產(chǎn)工藝及專(zhuān)用設(shè)備的研究，來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的量產(chǎn)。