一、國內動力電池的主要技術進展

第一方面，面向300瓦時／公斤的電池，也就是2020年的電池。目前新能源汽車專項里面有三個團隊，一個是寧德時代新能源、一個是天津力神、一個是合肥國軒。這三個團隊目前基本上采用的技術路線大同小異，正極是高鎳三元，負極是硅碳負極，這個電池目前技術指標已經接近應用要求，也就是說2020年要產業化的300瓦時／公斤的電池取得了實質性突破。現在從比能量角度都已經達到，像寧德時代新能源的產品循環壽命基本上在1000次左右，能量密度達到304瓦時／公斤，其他兩家也差不多。當然還有部分企業安全性標準還沒有完全滿足。300瓦時／公斤的單體大概能做出200－210瓦時／公斤的電池系統，因為他們基本上是軟包電池，不是方形電池。2017年底、2018年初電池能量密度單體大概達到230瓦時／公斤左右，系統大約150瓦時／公斤左右。就是說在2018、2019年還需要再提高50—70瓦時／公斤．這個我認為是可以做到的。至于350瓦時／公斤、260瓦時／公斤是我們力爭的目標。

第二方面，面向2025年產業化，希望沖擊單體電池400瓦時／公斤。300瓦時／公斤實際上是負極從碳變成硅碳，到400瓦時／公斤時要變的是正極。目前可選的正極有好幾種，現在我們新能源汽車重點專項取得突破性進展的是高容量富鋰錳基正極材料。有兩個單位承擔了前沿基礎項目，一個是物理所，改善了富鋰錳基正極循環的電壓衰減。達到的指標是100周之后電壓衰減降到了以內，這是一個重大的進展。另外一個是北京大學的團隊，首次研制出了比容量400毫安時／克的富鋰錳基正極，對于400瓦時／公斤應該是沒有問題的，甚至可能達到更高。第三方面，更加前沿的，是固態電池。固態電池國內有多家研究機構和產業單位在做，包括中科院青島能源所、寧波材料所，物理所等，還有寧德時代新能源、中航鋰電等。最近寧波材料所跟贛鋒鋰業合作，正在推進產業化，計劃2019年量產。固態電池無疑是2017年全球電池領域最熱的一個技術名詞，所以下面我以固態電池為例，介紹全球動力電池技術熱點。

二、全球電池技術熱點：全固態電池技術

全固態鋰電池，這幾個詞每一個字都不能少、不能變。“全固態”跟“固態”是不一樣的，“鋰電池”和“鋰離子電池”不是一個概念。所謂“全固態鋰電池”是一種在工作溫度區間內所使用的電極和電解質材料均呈固態、不含任何液態組份的鋰電池，所以全稱是“全固態電解質鋰電池”。全固態鋰電池又分成全固態鋰一次電池和全固態鋰二次電池，一次電池其實已經有用的。全固態鋰二次電池又分成全固態鋰離子電池和鋰金屬電池，這兩個概念又要區別，所謂全固態金屬鋰電池，是其負極用的是鋰金屬，現在的負極用的是碳或者硅碳或者鈦酸鋰。

全固態鋰電池的概念比鋰離子電池出現的更早，鋰離子電池只出現了25年左右，是日本人發明的，真正到車上用就10多年，很年輕但是進步很快。早期指的全固態鋰電池，都是指金屬鋰為負極的全固態金屬鋰電池，一說全固態往往是以鋰金屬為負極的，這就是以前的概念。全固態鋰電池有幾個潛在的技術優勢，一是安全性高，因為它沒有有機溶劑作為電解質引發電解液燃燒問題；二是能量密度高，需要說明的是，固態電解質的密度和使用量高于液態電解質，在正負極材料相同的時候，它的優勢是不明顯的，當然如果有了固態電解質之后就沒有電解液泄漏問題，所以它可以一片片全部疊起來，不像我們非要搞一個軟包包起來，這樣體積比能量就會高。第三，正極材料選擇的范圍寬，因為負極是鋰金屬，正極不含鋰都可以。還有，電解質的電壓窗口會更寬，正極材料選擇范圍也就大，比能量也可以提高；第四，系統比能量高，由于電解質無流動性，可以方便地通過內串聯組成高電壓單體，利于電池系統成組效率和能量密度的提高。

但是也存在一些問題。第一個問題是固態電解質材料的離子電導率偏低。現在有三種固態電解質，一種是聚合物，一種是氧化物，一種是硫化物。聚合物電解質這種，其實這個電池已經有了，現在在法國有些車上用，它的問題就是要加熱，電池要加熱到60度，離子電導率才上來，電池才能正常工作。目前氧化物電解質一般比液態的還是要低很多。只有硫化物的固態電解質現在跟液態的差不多，比如豐田就是用的這種硫化物的固態電解質，所以固態電解質是有突破的，主要的突破是在硫化物的固態電解質。

第二個問題就是固／固界面接觸性和穩定性差。液體跟固體結合是很容易的，滲透進去。但是固體和固體接觸性和穩定性就不是太好了，這是它很大的一個問題。硫化物電解質雖然鋰離子導電率已經提高了，但是仍然有界面接觸性和穩定性問題。