縱觀現(xiàn)今的新能源汽車市場，種類繁多，但究其關(guān)鍵核心部件還是在于汽車的能源儲存設(shè)備。而電池儲能容量是目前研究的最大瓶頸，這個問題需要通過對電極材料的選擇來解決。在正電極上，硫磺的儲能容量較大，在負電極上，硅和金屬鋰的儲能容量較大。因此必須嘗試采用這些潛在的可能材料去構(gòu)建下一代電動車用儲能系統(tǒng)。對此，南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院介觀化學(xué)教育部重點實驗室教授金鐘教授介紹了電動車用儲能新型材料與器件的研究現(xiàn)狀以及未來發(fā)展方向。

金鐘表示:國家對新能源汽車動力技術(shù)的研究早已有了較好規(guī)劃和明確指標(biāo)，但依靠現(xiàn)有鋰電池技術(shù)無法實現(xiàn)。鋰離子電池從工作原理上受到性能限制，無法實現(xiàn)革命性突破。因此若想真正將電動汽車技術(shù)再向前推進一步，必須拋開鋰電池轉(zhuǎn)而研發(fā)新型電池技術(shù)。電池的能量密度和充電樁速度是我們需要推進的兩個關(guān)鍵指標(biāo)，除此之外還需考慮安全性、溫度、技術(shù)成熟度以及成本等指標(biāo)。

對此，金鐘教授進一步介紹了下一代儲能器件的六個可選項。

首先是硅碳負極材料，它的容量最高，但充放電過程中的體積膨脹以及脹氣問題嚴(yán)重，我國研究院仍處于攻堅階段。

第二是超級電容器，充放電速度非?？欤瑤酌腌姷臅r間便能充滿電量，且循環(huán)壽命長，耐溫性好，安全性高，免維護，成本低，是一個非常有前景的新型儲能器件。

第三個選項是鋰硫電池，它的正極采用硫磺儲存能量，負極采用金屬鋰儲存，以此達到一種超大容量的存儲狀態(tài)。由于硫的價格極低而儲量豐富，這種儲能技術(shù)有著很大前景。但同時其仍然存在充放電速度、循環(huán)壽命以及安全性、耐溫性等問題需要解決。


第四個是更新一代的全固態(tài)電池，它的安全性和容量密度非常高，循環(huán)壽命很長，但仍需解決充放電速度較慢的問題。

第五個選項是更新一代的概念技術(shù):使用一些非鋰的活潑金屬去替代資源稀缺而價格昂貴的鋰，例如鈉電池、鎂電池、鋁電池等。這些電池技術(shù)仍處于實驗室階段，但前景非常明朗。

最后一個選項是金屬鋰空氣電池，電池負極采用金屬鋰材料，然后搭配空氣作為正極使用，以提高能量密度。目前還處于實驗室研發(fā)階段，遠遠達不到商業(yè)化利用程度。

總體來看，電動車儲能電池和技術(shù)路線可以分為三個步驟，近期先改善現(xiàn)有鋰離子電池，使用超級電容器替代鉛酸電池用于一些小型、短途物流車。中期必須研發(fā)鋰硫電池、全固態(tài)電池這些新型電池系統(tǒng)。長期目標(biāo)是關(guān)注鈉、鎂、鋁、這些非鋰的電池以及金屬鋰空氣電池，作為電化儲能的終極研究目標(biāo)。