鋰電池未來發(fā)展方向

　　目前，電動汽車用動力鋰電池正極材料以磷酸鐵鋰（LFP）為主，負極材料仍主要采用石墨材料，其比能量約為90～140 Wh/kg。預期至2020年，能量型動力鋰電池系統(tǒng)比能量達到250 Wh/ kg，成本下降至1.0 元/ Wh。正極材料的發(fā)展以高容量、高電壓為主要取向，典型代表是富鋰過渡金屬氧化物，比容量可達250 mAh/g，充電電位4.8 V；高容量硅材料是新型鋰離子電池負極材料的主要發(fā)展方向，主要包括硅碳復合材料、硅金屬合金材料和硅氧化物材料等。預計2030年，能量型動力鋰電池系統(tǒng)比能量達到500 Wh/kg。開發(fā)鋰硫電池、鋰空電池等新體系電池，正極材料以硫/碳復合材料或氧電極催化劑材料為主；金屬鋰為負極材料主要發(fā)展方向，開發(fā)表面涂層材料、合金材料等。

 

　　提高動力鋰離子電池安全性和可靠性，需要建立從材料、電池及關鍵部件到系統(tǒng)安全保障等一系列技術措施。安全性電極材料可根據(jù)微區(qū)溫度及電壓變化快速關閉危險性反應，實現(xiàn)電池單體的可逆保護；通過在隔膜表面修飾納米氧化物陶瓷材料開發(fā)新型安全性隔膜材料，降低電池內短路率；電池的另一個重大安全性隱患主要是因為使用液態(tài)有機電解液，易引發(fā)起火、爆炸等問題，而固體電解質在避免這些安全事故方面具有很大的優(yōu)勢。系統(tǒng)安全性問題的提高主要依靠電源管理系統(tǒng) (BMS)的不斷升級，實時監(jiān)測電池工作狀態(tài)，有效保持電池間的均衡。

 

　　性價比的高低是實現(xiàn)動力鋰離子電池全面應用的關鍵性問題之一。未來動力鋰電池不僅要求比能量更高、續(xù)航里程更遠，而且還要求成本及消費價格低于石化能源。

 

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