锂硫、锂空气都不靠谱，革新型锂离子电池可能才是王道

9月26日，新能源汽车产业百人产业培训高级研修班（华东班）在上海启动，聚焦电动汽车核心技术的突破与创新。多位知名学者、专家和行业专业人士就动力电池的发展趋势和前沿技术发表了自己的看法。

核心总结根据黄学杰和艾新平的讲座，动力电池的发展趋势和前沿技术可以总结如下：1。锂离子电池仍然是动力电池发展的重点，有望通过解决Si/C负极循环库仑效率低、富锂锰基电池电压衰减等问题，开发出能量密度超过400Wh/kg的动力电池；2.从长远来看，创新的锂离子电池比锂硫电池和锂空气电池更有实际意义。开发一种基于阴离子电荷补偿机制的高容量富锂氧化物阴极（350mAh/g），可以开发出能量密度大于500Wh/kg的动力电池。3.安全性决定了高能量比电池负载的应用前景。发展自加热控制技术和全固态电池是一个可行的解决方案，亟待解决。4.高负载电极是实现电池高能比的基础。根据极化模型，开发梯度多孔电极对高能比电池具有重要意义。

中国科学院物理研究所研究员黄学杰认为，中国动力电池产业保持了良好的发展态势。曾经的日本和韩国企业非常强大，但由于各种原因，它们在中国市场的业务受到了沉重打击，因此不得不开拓新的国际市场。国家必须拥有自己的电池产业才能发展新能源产业，而新能源产业是新能源汽车的关键核心之一。在德国汽车电动化转型过程中，德国与韩国合作推出产品，同时进行了自己的电池研发；相比之下，中国的动力电池产业近年来得到了充分发展。仅从动力电池国产化的角度来看，中国就远远领先于德国。根据《中国制造2025》的相关规划，2020年动力电池的能量密度将达到300Wh/kg，2025年将达到400Wh/kg，2030年将达到500Wh/kg。武汉大学研究员艾新平表示：在最近的路线中，硅/碳复合负极可以使电池能量密度达到300Wh/kg；中期路线为富锂锰基阳极+Si/C复合阴极，可实现400Wh/kg的能量密度。从长远来看，通过使用锂硫、锂空气等技术，可以将动力电池的能量密度提高到500Wh/kg，这是现有的三条技术路线。但艾新平认为，前两条技术路线总体可行，技术风险不大；但锂硫和锂空气电池与实际应用场景的结合度太低，指导性不强，需要转变思路，加强探索。为什么锂硫和锂空气不可靠？

对于锂硫电池来说，放电中间产物的溶解和损失使其循环稳定性较差；负极的充电能力较差；

体积密度非常低，这导致电池太大并占用空间。这些问题很难在短时间内解决。

在应用产品方面，锂空气电池是一个开放系统，很难渗透氧气和防水。同时，廉价高效的催化剂的缺乏制约了锂空气电池在动力电池领域的发展。相比之下，为了实现500Wh/kg的能量密度，采用富锂锰基正极+Si/C复合负极+固体电解质的技术路线更为现实，艾新平称之为创新型锂离子电池。如何发挥创新的锂离子电池？

富锂锰基阴极具有较高的可实现容量（≥250mAh/g），这是突破500Wh/kg的关键。然而，在循环过程中存在严重的电压衰减，导电性和循环性能需要提高。通过化学成分的优化设计，调节Mn、Ni和Co的比例以抑制电压衰减。表面改性可以降低总碱含量，减少材料与电解质的直接接触，提高材料的循环性能和倍率性能。这是目前改进富锂锰基阴极的主要工作。

对于Si/C复合阳极，最大的问题是锂离子脱嵌过程中体积膨胀率太大，循环寿命低。有效的解决方案是建立稳定的固液界面，提高循环库仑效率。为此，艾新平提出了硅基阳极的理想结构模型，可以通过这种包裹结构隔离硅与电解质的直接接触。固体电解质方面，现阶段的研发重点是固体聚合物电解质和无机固体电解质的设计与制备技术、固体/固体界面构建技术和稳定化技术；在此基础上，加强对电池生产技术和专用设备的研究，实现产品的批量生产。9月26日，新能源汽车产业百人产业培训高级研修班（华东班）在上海启动，聚焦电动汽车核心技术的突破与创新。多位知名学者、专家和行业专业人士就动力电池的发展趋势和前沿技术发表了自己的看法。

核心总结根据黄学杰和艾新平的讲座，动力电池的发展趋势和前沿技术可以总结如下：1。锂离子电池仍然是动力电池发展的重点，有望通过解决Si/C负极循环库仑效率低、富锂锰基电池电压衰减等问题，开发出能量密度超过400Wh/kg的动力电池；

2.从长远来看，创新的锂离子电池比锂硫电池和锂空气电池更有实际意义。开发一种基于阴离子电荷补偿机制的高容量富锂氧化物阴极（350mAh/g），可以开发出能量密度大于500Wh/kg的动力电池。3.安全性决定了高能量比电池负载的应用前景。发展自加热控制技术和全固态电池是一个可行的解决方案，亟待解决。4.高负载电极是实现电池高能比的基础。根据极化模型，开发梯度多孔电极对高能比电池具有重要意义。

中国科学院物理研究所研究员黄学杰认为，中国动力电池产业保持了良好的发展态势。曾经的日本和韩国企业非常强大，但由于各种原因，它们在中国市场的业务受到了沉重打击，因此不得不开拓新的国际市场。国家必须拥有自己的电池产业才能发展新能源产业，而新能源产业是新能源汽车的关键核心之一。在德国汽车电动化转型过程中，德国与韩国合作推出产品，同时进行了自己的电池研发；相比之下，中国的动力电池产业近年来得到了充分发展。仅从动力电池国产化的角度来看，中国就远远领先于德国。根据《中国制造2025》的相关规划，2020年动力电池的能量密度将达到300Wh/kg，2025年将达到400Wh/kg，2030年将达到500Wh/kg。武汉大学研究员艾新平表示：在最近的路线中，硅/碳复合负极可以使电池能量密度达到300Wh/kg；中期路线为富锂锰基阳极+Si/C复合阴极，可实现400Wh/kg的能量密度。从长远来看，通过使用锂硫、锂空气等技术，可以将动力电池的能量密度提高到500Wh/kg，这是现有的三条技术路线。但艾新平认为，前两条技术路线总体可行，技术风险不大；但锂硫和锂空气电池与实际应用场景的结合度太低，指导性不强，需要转变思路，加强探索。为什么锂硫和锂空气不可靠？

对于锂硫电池来说，放电中间产物的溶解和损失使其循环稳定性较差；负极的充电能力较差；

体积密度非常低，这导致电池太大并占用空间。这些问题很难在短时间内解决。

在应用产品方面，锂空气电池是一个开放系统，很难渗透氧气和防水。同时，廉价高效的催化剂的缺乏制约了锂空气电池在动力电池领域的发展。相比之下，为了实现500Wh/kg的能量密度，采用富锂锰基正极+Si/C复合负极+固体电解质的技术路线更为现实，艾新平称之为创新型锂离子电池。如何发挥创新的锂离子电池？

富锂锰基阴极具有较高的可实现容量（≥250mAh/g），这是突破500Wh/kg的关键。然而，在循环过程中存在严重的电压衰减，导电性和循环性能需要提高。通过化学成分的优化设计，调节Mn、Ni和Co的比例以抑制电压衰减。表面改性可以降低总碱含量，减少材料与电解质的直接接触，提高材料的循环性能和倍率性能。这是目前改进富锂锰基阴极的主要工作。

对于Si/C复合阳极，最大的问题是锂离子脱嵌过程中体积膨胀率太大，循环寿命低。有效的解决方案是建立稳定的固液界面，提高循环库仑效率。为此，艾新平提出了硅基阳极的理想结构模型，可以通过这种包裹结构隔离硅与电解质的直接接触。固体电解质方面，现阶段的研发重点是固体聚合物电解质和无机固体电解质的设计与制备技术、固体/固体界面构建技术和稳定化技术；在此基础上，加强对电池生产技术和专用设备的研究，实现产品的批量生产。

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