下一代鋰電池能量密度有望翻倍

　　隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)普及速度的不斷加快，更長(cháng)的續航里程需求對動(dòng)力電池的能量密度提出了挑戰，而解決動(dòng)力電池能量密度的關(guān)鍵則在于電池材料技術(shù)的突破。

　　電動(dòng)汽車(chē)鋰電池

　　“2020年動(dòng)力電池模塊的能量密度達到300瓦時(shí)/千克”被政府和業(yè)界作為下一段發(fā)展目標提出?，F在距離2020年還有7年時(shí)間，可產(chǎn)業(yè)化的下一代動(dòng)力電池卻還沒(méi)有浮出水面。學(xué)者們看好鋰硫電池、鋰氧電池等新材料電池，而從業(yè)者則對下一代動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化前景更為悲觀(guān)，認為達到300瓦時(shí)/千克的材料，現在還沒(méi)看到。

　　400-500公里的續駛里程對于傳統燃油汽車(chē)來(lái)說(shuō)是十分容易達到的數值，而對于電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)卻遙不可及。目前，主流電動(dòng)汽車(chē)續駛里程多在200公里以下，少數如比亞迪E6、特斯拉ModelS等則通過(guò)增加電池組數量，犧牲車(chē)重、成本經(jīng)濟性的方式增加續駛里程，其模式難以推廣。

　　即使不要求電動(dòng)汽車(chē)的續駛里程與傳統燃油汽車(chē)看齊，僅僅是從更高效率的角度看，提升電池比能量、降低電池重量也是必須的。而現階段單體電池比能量?jì)H110-120Wh/kg，組合成電池包后，電池系統能量密度還不到90Wh/kg。

　　根據國務(wù)院頒布的《節能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃(2012-2020年)》中提及的目標，至2015年動(dòng)力電池模塊的能量密度達到150Wh/kg(折算成單體電池，其能量密度大約需要達到170-190Wh/kg)，至2020年動(dòng)力電池模塊的能量密度達到300Wh/kg(對應的單體電池能量密度至少達到330Wh/kg以上)。

　　鋰硫和鋰空氣(鋰氧)電池正成為當下國際鋰電池材料研究領(lǐng)域正在積極攻關(guān)的重點(diǎn)。

　　Oxis能源公司日前表示其開(kāi)發(fā)的鋰-硫電池能量密度超過(guò)了300瓦時(shí)/千克，并期望在2018年研發(fā)出存儲能力是目前兩倍的鋰-硫電池。不僅如此，Oxis預計2016年下旬會(huì )發(fā)布一款能量密度超過(guò)400Wh/kg的鋰電池產(chǎn)品，同時(shí)期望在2018年底將該數值提升至500Wh/kg以上。

　　中國工程院院士、中國科學(xué)院物理研究所研究員陳立泉認為，鋰氧電池的現狀是在實(shí)驗室階段，但是國外很多公司還在研究，國內公司還沒(méi)有開(kāi)展相關(guān)的研究。雖然常規的電池材料研發(fā)上中國并不落后于國際水平，不過(guò)在更尖端動(dòng)力電池體系的研發(fā)上，國內與國際水平還有很大差距。

　　陳院士在接受記者采訪(fǎng)時(shí)稱(chēng)，短時(shí)間內要想從電池材料上出現較大的突破還不現實(shí)，中國鋰電行業(yè)有必要從中長(cháng)期確定適合的電池路線(xiàn)以避免走彎路。

　　小結：

　　目前電動(dòng)車(chē)面臨的發(fā)展瓶頸一方面表現為續航里程不夠理想;另一方面充電基礎設施建設不足也是制約電動(dòng)車(chē)大規模推廣的重要原因。為了能夠有效緩解用戶(hù)的“里程焦慮”，各大電池廠(chǎng)商聯(lián)合汽車(chē)主機廠(chǎng)主要集中在高性能鋰電池的研發(fā)上，像北汽新能源和韓國SK共同開(kāi)發(fā)的三元鋰電池容量達到了30.4千瓦時(shí)，因此北汽全新電動(dòng)車(chē)EV200/ES210的續航里程在等速行駛下均超過(guò)了240公里。不過(guò)續航里程并非越高越好，用戶(hù)還應根據自身需求選擇合適的車(chē)型，畢竟續航里程越高，鋰電池成本隨之攀升，并不適合中低端電動(dòng)車(chē)的推廣和市場(chǎng)培育。

　　在鋰電池一家獨大的今天，研究人員把目光放在了金屬性更為活躍的金屬鎂上，而鎂離子因為2價(jià)屬性結合電子的能力更強，所以，理論上來(lái)講，如果兩塊電池分別使用了同等密度含量的鎂離子和鋰離子，使用鎂離子作為傳遞電子介質(zhì)的電池能量存儲密度將是鋰電池的兩倍。不過(guò)這項技術(shù)目前仍不成熟，還有待解決電解液的問(wèn)題。