锂电池远未触及天花板

四部委印发《促进汽车动力电池产业发展行动方案》，对电池性能、产能、安全性、材料和装备提出明确要求。面对1000亿瓦时的跨越式发展图景，产业界当如何面对“层出不穷”的新技术？

中国科学院院士、清华大学材料科学与工程研究院院长南策文，他认为，全固态锂电池会极大提高安全性和性能，但在实现产业化之前，尚需不断提升现有技术。未来，随着新型材料的不断发现，锂电池技术和产业发展空间无限。

南策文说：和一般人理解不同，锂离子电池和普通电子元器件不一样，实际上是个很复杂的系统。比如正极、负极是多种材料复合在一起的，电解液和隔膜也可是多种的混合物。

全固态电池看似简单，其实也很复杂。比如，液态锂离子电池的正极层中，包含了正极活性物质，导电剂、电解液、粘结剂等多种成分，假如换成全固态电解质，因为正极层中没有电解液渗透，多种成分的配比组合问题会很复杂。做液态锂离子电池就像我们和沙子搅水泥铺地面，加水就可以让石子、沙子与水泥调和，但是在全固态电池没有液态物质参与，如何解决固态跟固态材料的界面问题并保证有效物质的活性，挑战很大。

单体电池的能量密度要达到300瓦时/千克，在现有技术体系上研发新产品，难度也不小。一旦超过400~500瓦时/千克，则更需要新的突破。从技术上来说，演进路线是按照时间进行的，但不同技术水平的电池并不是你死我活的关系，可能是并存共生的格局。这意味着，并不是出现新一代电池后，其它电池就会完全淘汰，可能是一个逐渐交替的过程，而且也可能并存较长时间。以铅酸电池为例，虽然其能量密度较低，污染也较大，但到目前为止，铅酸电池并未被锂离子电池完全取代，而且发展得也挺好。原因就在于其成本低、安全性还可以，而且较好解决了回收循环利用等问题，所以至今一直还和锂离子电池并存。不同电池有各自不同特点，存在于不同的适合自身的应用领域。

电池的能量密度是需要综合考虑正极和负极材料，如果发现新的正极材料，比容量和电压比三元或者现有材料要高出很多，电池的能量密度还要上涨。锂电池的极限，或者天花板，至少目前从技术上还看不到。如果非要确定相对的极限，作为高出目前锂离子电池能量密度一个多数量级的锂空气电池，也许可以想象为极限（理论能量密度约为3500瓦时/千克），但700瓦时/千克不是极限。