锂离子电池未来的发展方向是怎么样的？

锂离子电池未来发展方向

国家能源发展的战略方向已转向加强可再生能源消费中的比例，我国政府正不断加大力度培育和发展新能源技术产业，而动力锂电池是发展新能源汽车的关键。目前虽然我国动力锂电池在电极材料、单体电池、电池系统等关键技术取得重要进展，建成了较为完整的产业体系，形成了一定的市场规模，但动力锂电池仍不能满足新能源汽车发展的需求，重要存在3个方面的问题：比能量、安全性和性价比。综合考虑3方面问题，以金属锂为负极、固体锂离子导体为电解质的锂空气或锂硫电池是未来的发展方向。

1.比能量

目前，电动汽车用动力锂电池正极材料以磷酸铁锂（LFP）为主，负极材料仍重要采用石墨材料，其比能量约为90～140Wh/kg。预期至2020年，能量型动力锂电池系统比能量达到250Wh/kg，成本下降至1.0元/Wh。正极材料的发展以高容量、高电压为重要取向，典型代表是富锂过渡金属氧化物，比容量可达250mAh/g，充电电位4.8V；高容量硅材料是新型锂离子电池负极材料的重要发展方向，重要包括硅碳复合材料、硅金属合金材料和硅氧化物材料等。预计2030年，能量型动力锂电池系统比能量达到500Wh/kg。开发锂硫电池、锂空电池等新体系电池，正极材料以硫/碳复合材料或氧电极催化剂材料为主；金属锂为负极材料重要发展方向，开发表面涂层材料、合金材料等。

2.安全性

提高动力锂离子电池安全性和可靠性，要建立从材料、电池及关键部件到系统安全保障等一系列技术措施。安全性电极材料可根据微区温度及电压变化快速关闭危险性反应，实现电池单体的可逆保护；通过在隔膜表面修饰纳米氧化物陶瓷材料开发新型安全性隔膜材料，降低电池内短路率；电池的另一个重大安全性隐患重要是因为使用液态有机电解液，易引发起火、爆炸等问题，而固体电解质在防止这些安全事故方面具有很大的优势。系统安全性问题的提高重要依靠电源管理系统(BMS)的不断升级，实时监测电池工作状态，有效保持电池间的均衡。

3.性价比

性价比的高低是实现动力锂离子电池全面应用的关键性问题之一。未来动力锂电池不仅要求比能量更高、续航里程更远，而且还要求成本及消费价格低于石化能源。