純電動(dòng)汽車的未來：固態(tài)鋰空氣電池

在近日召開的中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)2016年年會(huì)上，中科院物理所研究員李泓向記者指出，目前電動(dòng)汽車的發(fā)展如火如荼，大家都關(guān)注在純電動(dòng)汽車的核心技術(shù)方面如何取得革命性突破。從電池領(lǐng)域來看，“首先應(yīng)該是做出第三代鋰離子電池，之后是固態(tài)的鋰電池，終極目標(biāo)可能是固態(tài)鋰空氣電池”。

　　對(duì)于純電動(dòng)汽車來說，提高電池的能量密度意義重大，因?yàn)檫@意味著更強(qiáng)的續(xù)航能力。目前，能夠量產(chǎn)的動(dòng)力電池水平基本在180瓦時(shí)/千克左右。李泓認(rèn)為，如果未來電池的能量密度做到300瓦時(shí)/千克，純電動(dòng)汽車一次充電就能夠行駛470公里，基本可以完全解決消費(fèi)者里程焦慮的問題。

　　李泓介紹，2013年11月，中科院?jiǎn)?dòng)了相關(guān)戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)研究，希望在動(dòng)力電池前期技術(shù)導(dǎo)入方面先行一步，做一些基礎(chǔ)的工作。目前，有四個(gè)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合做鋰離子電池，已經(jīng)做了70安培每小時(shí)的單體。在安全性測(cè)試方面，已經(jīng)通過了多次第三方的安全性測(cè)試?，F(xiàn)在的問題就是循環(huán)次數(shù)還很低，需要進(jìn)一步突破。

　　隨著全球化石類能源的日漸短缺，開發(fā)以金屬鋰為負(fù)極的高容量二次電池成為國(guó)際研究的前沿?zé)狳c(diǎn)問題。然而，在電池充電過程中極易形成金屬鋰枝晶，造成電極循環(huán)的庫(kù)侖效率下降，甚至出現(xiàn)內(nèi)部短路、電池?zé)崾Щ虬l(fā)生爆炸。因此，李泓認(rèn)為，“從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，可以考慮不含鋰的正極”，而固態(tài)陽極鋰離子電池的單元內(nèi)部不再有液體電解質(zhì)類物質(zhì)存在，因此應(yīng)當(dāng)考慮提前布局固態(tài)鋰電池的研發(fā)。

　　鋰空氣電池的正極使用空氣中的氧做活性物質(zhì)，理論上正極容量無限大，因此可實(shí)現(xiàn)大容量。但李泓也指出，固態(tài)鋰電池還有很多難題需要攻克，比如鋰離子電池正極材料的設(shè)計(jì)等。目前，我國(guó)在固態(tài)電池研究方面也有了一定的積累。在鋰空氣電池方面，中科院也已經(jīng)研制出鋰空氣電池的實(shí)際單體。