隨著電動汽車市場普及速度的不斷加快，更長的續(xù)航里程需求對動力鋰電池的能量密度提出了挑戰(zhàn)，而解決動力鋰電池能量密度的關(guān)鍵則在于電池材料技術(shù)的突破。

電動汽車鋰離子電池

2020年動力鋰電池模塊的能量密度達到300瓦時/千克被政府和業(yè)界作為下一段發(fā)展目標提出。現(xiàn)在距離2020年還有7年時間，可產(chǎn)業(yè)化的下一代動力鋰電池卻還沒有浮出水面。學者們看好鋰硫電池、鋰氧電池等新材料電池，而從業(yè)者則對下一代動力鋰電池產(chǎn)業(yè)化前景更為悲觀，認為達到300瓦時/千克的材料，現(xiàn)在還沒看到。

400-500公里的續(xù)駛里程關(guān)于傳統(tǒng)燃油汽車來說是十分容易達到的數(shù)值，而關(guān)于電動汽車來說卻遙不可及。目前，主流電動汽車續(xù)駛里程多在200公里以下，少數(shù)如比亞迪E6、特斯拉ModelS等則通過新增電池組數(shù)量，犧牲車重、成本經(jīng)濟性的方式新增續(xù)駛里程，其模式難以推廣。

即使不要求電動汽車的續(xù)駛里程與傳統(tǒng)燃油汽車看齊，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(xiàn)階段單體電池比能量僅110-120Wh/kg，組合成電池包后，電池系統(tǒng)能量密度還不到90Wh/kg。

根據(jù)國務院頒布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》中提及的目標，至2015年動力鋰電池模塊的能量密度達到150Wh/kg(折算成單體電池，其能量密度大約要達到170-190Wh/kg)，至2020年動力鋰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離子電池材料研究領(lǐng)域正在積極攻關(guān)的重點。

Oxis能源公司日前表示其開發(fā)的鋰-硫電池能量密度超過了300瓦時/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年下旬會公布一款能量密度超過400Wh/kg的鋰離子電池產(chǎn)品，同時期望在2018年底將該數(shù)值提升至500Wh/kg以上。

我國工程院院士、我國科學院物理研究所研究員陳立泉認為，鋰氧電池的現(xiàn)狀是在實驗室階段，但是國外很多公司還在研究，國內(nèi)公司還沒有開展相關(guān)的研究。雖然常規(guī)的電池材料研發(fā)上我國并不落后于國際水平，不過在更尖端動力鋰電池體系的研發(fā)上，國內(nèi)與國際水平還有很大差距。

陳院士在接受記者采訪時稱，短時間內(nèi)要想從電池材料上出現(xiàn)較大的突破還不現(xiàn)實，我國鋰電行業(yè)有必要從中長期確定適合的電池路線以防止走彎路。

小結(jié)：

目前電動汽車面對的發(fā)展瓶頸一方面表現(xiàn)為續(xù)航里程不夠理想;另一方面充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足也是制約電動汽車大規(guī)模推廣的重要原因。為了能夠有效緩解用戶的里程焦慮，各大電池廠商聯(lián)合汽車主機廠重要集中在高性能鋰離子電池的研發(fā)上，像北汽新能源和韓國SK共同開發(fā)的三元鋰離子電池容量達到了30.4千瓦時，因此北汽全新電動汽車EV200/ES210的續(xù)航里程在等速行駛下均超過了240公里。不過續(xù)航里程并非越高越好，用戶還應根據(jù)自身需求選擇合適的車型，畢竟續(xù)航里程越高，鋰離子電池成本隨之攀升，并不適合中低端電動汽車的推廣和市場培育。

在鋰離子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價屬性結(jié)合電子的能力更強，所以，理論上來講，假如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離子電池的兩倍。不過這項技術(shù)目前仍不成熟，還有待解決電解液的問題。