在未來相當(dāng)長一段時(shí)間里，鋰離子電池仍是最適用的電動(dòng)汽車電池，錳酸鋰正極材料、三元體系正極材料、磷酸鐵鋰正極材料、復(fù)合碳負(fù)極材料、陶瓷涂層隔膜、電解質(zhì)鹽及功能電解液技術(shù)的發(fā)展支撐了電池技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。電池系統(tǒng)技術(shù)在應(yīng)用中進(jìn)步，安全性和可靠性將在未來幾年得到進(jìn)一步提升。

鋰離子動(dòng)力電池的壽命模型及模型影響參數(shù)的研究，電池成組方式特性研究，高效大容量鋰離子電池組均衡策略研究，單體電池充放電熱模型與成組電池包溫度場(chǎng)分析和控制方法研究，成組電池優(yōu)化快速充電方法研究等有待開展。

動(dòng)力電池系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合整車產(chǎn)品進(jìn)行重新設(shè)計(jì)并根據(jù)未來車用動(dòng)力電池的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)制造模式的升級(jí)，在動(dòng)力電池基礎(chǔ)材料、電池制造和系統(tǒng)技術(shù)全產(chǎn)業(yè)鏈上同時(shí)下功夫，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低規(guī)?；a(chǎn)成本，提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

正負(fù)極材料

鋰電正負(fù)極材料體系非常豐富(圖2)，目前，鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳鋰等正極材料研究已趨于成熟。鈷酸鋰材料比容量有200-210 mA·h/g，其材料真密度和極片壓實(shí)密度均是現(xiàn)有正極材料中最高的，商用鈷酸鋰/石墨體系的充電電壓可提升4.40 V，已經(jīng)可滿足智能手機(jī)和平板電腦對(duì)高體積能量密度軟包電池的需求。

錳酸鋰原料成本較低、生產(chǎn)工藝簡單、熱穩(wěn)定性高、耐過充性好、放電電壓平臺(tái)高、安全性高。適合作為輕型電動(dòng)車輛的低成本電池，但存在理論容量比較低，循環(huán)過程中可能有錳元素的溶出影響電池在高溫環(huán)境中的壽命等問題。國內(nèi)錳酸鋰材料主要滿足移動(dòng)電源、電動(dòng)工具和電動(dòng)自行車市場(chǎng)的需求，有向低端發(fā)展的趨勢(shì)。

NCM三元層狀正極材料主要應(yīng)用于動(dòng)力型電池，除鎳、鈷、錳各占1/3 的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在動(dòng)力電池中的應(yīng)用較為成熟外，較高容量的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2也已經(jīng)進(jìn)入批量應(yīng)用，一般與錳酸鋰混合應(yīng)用于電動(dòng)車輛電池。

鋁摻雜的鋰鎳鈷氧(NCA)能量密度可接近高電壓鈷酸鋰電池，近幾年電動(dòng)汽車廠商特斯拉將這種電腦電池用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車，該材料也可以與錳酸鋰混合用于制造車用動(dòng)力電池，國內(nèi)NCA前驅(qū)體已形成穩(wěn)定產(chǎn)能，少數(shù)企業(yè)已完成NCA正極材料開發(fā)，處于產(chǎn)品推廣過程中。

磷酸鐵鋰電池安全性高、壽命長，目前納米化的功率型材料和高密度的磷酸錳鐵鋰材料發(fā)展速度較快，高能量型和高功率型材料的性能趨于穩(wěn)定，成本進(jìn)一步降低，逐步滿足了國內(nèi)市場(chǎng)需求和現(xiàn)階段中國新能源汽車推廣的需要，高電壓尖晶石鎳錳酸鋰和高電壓高比容量富鋰錳基正極材料仍在研發(fā)之中。

負(fù)極材料

可用于動(dòng)力電池的負(fù)極材料有石墨、硬/軟碳以及合金材料，石墨是目前廣泛應(yīng)用負(fù)極材料，可逆容量已能達(dá)到360 mA·h/g。無定形硬碳或軟碳可滿足電池在較高倍率和較低溫度應(yīng)用的需求，開始走向應(yīng)用，但主要是與石墨混合應(yīng)用。鈦酸鋰負(fù)極材料具有最優(yōu)的倍率性能和循環(huán)性能，適用于大電流快充電池，但生產(chǎn)的電池比能量較低且成本較高。

納米硅在20世紀(jì)90年代即被提出可用于高容量負(fù)極，通過少量納米硅摻雜來提升碳負(fù)極材料容量是目前研發(fā)的熱點(diǎn)，添加少量納米硅或硅氧化物的負(fù)極材料已開始進(jìn)入小批量應(yīng)用階段，可逆容量達(dá)到450 mA·h/g。但因鋰嵌入硅后導(dǎo)致其體積膨脹，在實(shí)際使用時(shí)循環(huán)壽命會(huì)出現(xiàn)降低的問題有待進(jìn)一步解決。

電解液

鋰離子電池電解液一般以高介電常數(shù)的環(huán)形碳酸酯與低介電常數(shù)的線性碳酸酯混合[6]。一般來說鋰離子電池的電解質(zhì)應(yīng)該滿足離子電導(dǎo)率高(10-3~10-2 S/cm)、電子電導(dǎo)低、電化學(xué)窗口寬(0~5 V)、熱穩(wěn)定性好(-40~60℃)等要求。

六氟磷酸鋰及其它新型鋰鹽、溶劑提純、電解液配制、功能添加劑技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，目前的發(fā)展方向是進(jìn)一步提高其工作電壓和改善電池高低溫性能，安全型離子液體電解液和固體電解質(zhì)正在研制中。

隔膜

聚烯烴微孔膜以其優(yōu)良的力學(xué)性能、良好電化學(xué)穩(wěn)定性以及相對(duì)廉價(jià)的特點(diǎn)，是目前鋰離子電池隔膜市場(chǎng)的主要品種。包括聚乙烯(PE)單層膜、聚丙烯(PP)單層膜以及PP/PE/PP三層復(fù)合微孔膜。

鋰離子電池對(duì)隔膜的要求包括：

（1）具有電子絕緣性，保證正負(fù)極的機(jī)械隔離；

（2）有一定的孔徑和孔隙率，保證低的電阻和高的離子電導(dǎo)率，對(duì)鋰離子有很好的透過性；

（3）耐電解液腐蝕，有足夠的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性，這是由于電解質(zhì)的溶劑為強(qiáng)極性的有機(jī)化合物；

（4）具有良好的電解液的浸潤性，并且吸液保濕能力強(qiáng)；

（5）力學(xué)穩(wěn)定性高，包括穿刺強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等，但厚度盡可能?。?/span>

（6）空間穩(wěn)定性和平整性好；

（7）熱穩(wěn)定性和自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)性能好；

（8）受熱收縮率小，否則會(huì)引起短路，引發(fā)電池?zé)崾Э?。除此之外，?dòng)力電池通常采用復(fù)合膜，對(duì)隔膜的要求更高。