9月26日，新能源汽車產業百人產業培訓高級研修班（華東班）在上海啟動，聚焦電動汽車核心技術的突破與創新。多位知名學者、專家和行業專業人士就動力電池的發展趨勢和前沿技術發表了自己的看法。
核心總結根據黃學杰和艾新平的講座，動力電池的發展趨勢和前沿技術可以總結如下：1。鋰離子電池仍然是動力電池發展的重點，有望通過解決Si/C負極循環庫侖效率低、富鋰錳基電池電壓衰減等問題，開發出能量密度超過400Wh/kg的動力電池；2.從長遠來看，創新的鋰離子電池比鋰硫電池和鋰空氣電池更有實際意義。開發一種基于陰離子電荷補償機制的高容量富鋰氧化物陰極（350mAh/g），可以開發出能量密度大于500Wh/kg的動力電池。3.安全性決定了高能量比電池負載的應用前景。發展自加熱控制技術和全固態電池是一個可行的解決方案，亟待解決。4.高負載電極是實現電池高能比的基礎。根據極化模型，開發梯度多孔電極對高能比電池具有重要意義。
中國科學院物理研究所研究員黃學杰認為，中國動力電池產業保持了良好的發展態勢。曾經的日本和韓國企業非常強大，但由于各種原因，它們在中國市場的業務受到了沉重打擊，因此不得不開拓新的國際市場。國家必須擁有自己的電池產業才能發展新能源產業，而新能源產業是新能源汽車的關鍵核心之一。在德國汽車電動化轉型過程中，德國與韓國合作推出產品，同時進行了自己的電池研發；相比之下，中國的動力電池產業近年來得到了充分發展。僅從動力電池國產化的角度來看，中國就遠遠領先于德國。根據《中國制造2025》的相關規劃，2020年動力電池的能量密度將達到300Wh/kg，2025年將達到400Wh/kg，2030年將達到500Wh/kg。武漢大學研究員艾新平表示：在最近的路線中，硅/碳復合負極可以使電池能量密度達到300Wh/kg；中期路線為富鋰錳基陽極+Si/C復合陰極，可實現400Wh/kg的能量密度。從長遠來看，通過使用鋰硫、鋰空氣等技術，可以將動力電池的能量密度提高到500Wh/kg，這是現有的三條技術路線。但艾新平認為，前兩條技術路線總體可行，技術風險不大；但鋰硫和鋰空氣電池與實際應用場景的結合度太低，指導性不強，需要轉變思路，加強探索。為什么鋰硫和鋰空氣不可靠？
對于鋰硫電池來說，放電中間產物的溶解和損失使其循環穩定性較差；負極的充電能力較差；
體積密度非常低，這導致電池太大并占用空間。這些問題很難在短時間內解決。
在應用產品方面，鋰空氣電池是一個開放系統，很難滲透氧氣和防水。同時，廉價高效的催化劑的缺乏制約了鋰空氣電池在動力電池領域的發展。相比之下，為了實現500Wh/kg的能量密度，采用富鋰錳基正極+Si/C復合負極+固體電解質的技術路線更為現實，艾新平稱之為創新型鋰離子電池。如何發揮創新的鋰離子電池？
富鋰錳基陰極具有較高的可實現容量（≥250mAh/g），這是突破500Wh/kg的關鍵。然而，在循環過程中存在嚴重的電壓衰減，導電性和循環性能需要提高。通過化學成分的優化設計，調節Mn、Ni和Co的比例以抑制電壓衰減。表面改性可以降低總堿含量，減少材料與電解質的直接接觸，提高材料的循環性能和倍率性能。這是目前改進富鋰錳基陰極的主要工作。
對于Si/C復合陽極，最大的問題是鋰離子脫嵌過程中體積膨脹率太大，循環壽命低。有效的解決方案是建立穩定的固液界面，提高循環庫侖效率。為此，艾新平提出了硅基陽極的理想結構模型，可以通過這種包裹結構隔離硅與電解質的直接接觸。固體電解質方面，現階段的研發重點是固體聚合物電解質和無機固體電解質的設計與制備技術、固體/固體界面構建技術和穩定化技術；在此基礎上，加強對電池生產技術和專用設備的研究，實現產品的批量生產。9月26日，新能源汽車產業百人產業培訓高級研修班（華東班）在上海啟動，聚焦電動汽車核心技術的突破與創新。多位知名學者、專家和行業專業人士就動力電池的發展趨勢和前沿技術發表了自己的看法。
核心總結根據黃學杰和艾新平的講座，動力電池的發展趨勢和前沿技術可以總結如下：1。鋰離子電池仍然是動力電池發展的重點，有望通過解決Si/C負極循環庫侖效率低、富鋰錳基電池電壓衰減等問題，開發出能量密度超過400Wh/kg的動力電池；
2.從長遠來看，創新的鋰離子電池比鋰硫電池和鋰空氣電池更有實際意義。開發一種基于陰離子電荷補償機制的高容量富鋰氧化物陰極（350mAh/g），可以開發出能量密度大于500Wh/kg的動力電池。3.安全性決定了高能量比電池負載的應用前景。發展自加熱控制技術和全固態電池是一個可行的解決方案，亟待解決。4.高負載電極是實現電池高能比的基礎。根據極化模型，開發梯度多孔電極對高能比電池具有重要意義。
中國科學院物理研究所研究員黃學杰認為，中國動力電池產業保持了良好的發展態勢。曾經的日本和韓國企業非常強大，但由于各種原因，它們在中國市場的業務受到了沉重打擊，因此不得不開拓新的國際市場。國家必須擁有自己的電池產業才能發展新能源產業，而新能源產業是新能源汽車的關鍵核心之一。在德國汽車電動化轉型過程中，德國與韓國合作推出產品，同時進行了自己的電池研發；相比之下，中國的動力電池產業近年來得到了充分發展。僅從動力電池國產化的角度來看，中國就遠遠領先于德國。根據《中國制造2025》的相關規劃，2020年動力電池的能量密度將達到300Wh/kg，2025年將達到400Wh/kg，2030年將達到500Wh/kg。武漢大學研究員艾新平表示：在最近的路線中，硅/碳復合負極可以使電池能量密度達到300Wh/kg；中期路線為富鋰錳基陽極+Si/C復合陰極，可實現400Wh/kg的能量密度。從長遠來看，通過使用鋰硫、鋰空氣等技術，可以將動力電池的能量密度提高到500Wh/kg，這是現有的三條技術路線。但艾新平認為，前兩條技術路線總體可行，技術風險不大；但鋰硫和鋰空氣電池與實際應用場景的結合度太低，指導性不強，需要轉變思路，加強探索。為什么鋰硫和鋰空氣不可靠？
對于鋰硫電池來說，放電中間產物的溶解和損失使其循環穩定性較差；負極的充電能力較差；
體積密度非常低，這導致電池太大并占用空間。這些問題很難在短時間內解決。
在應用產品方面，鋰空氣電池是一個開放系統，很難滲透氧氣和防水。同時，廉價高效的催化劑的缺乏制約了鋰空氣電池在動力電池領域的發展。相比之下，為了實現500Wh/kg的能量密度，采用富鋰錳基正極+Si/C復合負極+固體電解質的技術路線更為現實，艾新平稱之為創新型鋰離子電池。如何發揮創新的鋰離子電池？
富鋰錳基陰極具有較高的可實現容量（≥250mAh/g），這是突破500Wh/kg的關鍵。然而，在循環過程中存在嚴重的電壓衰減，導電性和循環性能需要提高。通過化學成分的優化設計，調節Mn、Ni和Co的比例以抑制電壓衰減。表面改性可以降低總堿含量，減少材料與電解質的直接接觸，提高材料的循環性能和倍率性能。這是目前改進富鋰錳基陰極的主要工作。
對于Si/C復合陽極，最大的問題是鋰離子脫嵌過程中體積膨脹率太大，循環壽命低。有效的解決方案是建立穩定的固液界面，提高循環庫侖效率。為此，艾新平提出了硅基陽極的理想結構模型，可以通過這種包裹結構隔離硅與電解質的直接接觸。固體電解質方面，現階段的研發重點是固體聚合物電解質和無機固體電解質的設計與制備技術、固體/固體界面構建技術和穩定化技術；在此基礎上，加強對電池生產技術和專用設備的研究，實現產品的批量生產。
標簽：漢
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