有关新型高能量密度动力锂离子电池技术的研究

通过过去10年的研究，目前在高能量密度锂离子电池方面，高容量Si负极为首选负极材料，高容量富锂相层状复合结构材料、高电压尖晶石Ni-Mn系材料、层状高镍三元系材料为较有希望的正极材料。理论预测，采用这些材料体系的动力锂离子电池的能量密度有望提升到200Wh/kg300Wh/kg。虽然上述这些高能量密度材料已被广泛研究，但目前在满足所有指标要求方面仍然存在一些技术障碍，特别是循环性、倍率特性、充放电效率、安全性、体积变化。由于上述电池体系与现有成熟体系有一定相似性，成熟度相对较高，其研发可借鉴前期研究锂离子电池的相关经验。

加快研制高容量/高电压正极材料、高容量负极材料、新型电解液，重点突破富锂锰基正极材料、硅碳复合负极材料、5V电解液及其工程化和产业化工艺、装备，提高材料的结构稳定性。发展基于模型的极片/电池设计技术、新型制造技术、工艺及装备等，突破电池设计、纳米浆料制备、厚膜电极制备、涂层电极、电池化成等关键技术，开发工程化的关键工艺、装备，提高电池功率特性、寿命、安全性和可靠性，降低成本。

开展动力锂离子电池使用寿命、可靠性、安全性的分析评价技术的研发，建立关键材料、单体电池的性能评价方法，构建材料-电池-性能闭环联动评价机制，研发提出系统设计验证、产品检测、试验分析方法。

电池安全性可以通过智能电源管理与保护电路来提高，但由于导致安全性的因素来自电芯内部，因此从材料特别是电解质入手是根本的解决之道。添加阻燃剂、采用阻燃或不燃有机溶剂、离子液体或混合离子液体的办法，都具有一定的效果，是短时间内较好的选择，但并不能从根本上消除隐患。因此，采用聚合物电解质或无机电解质，发展全固态电解质锂离子电池是最终解决能量型动力锂电池安全性的根本办法。