新能源产业的长远发展需要高比能量电池的支撑，而正极材料是制约高比能量锂离子动力电池发展的关键点。众所周知，目前材料体系的锂离子电池可用能量密度极限为350Wh/kg，高电压、高容量仍然是制约锂离子电池正极材料比能量的瓶颈。

锂离子电池在近一段时期内仍将是动力、消费电子和中小型储能的最佳选择，高镍/硅基电池系统是300Wh/kg电池系统的首选。然而，日本、美国和中国三大电池生产国相继制定了高能量密度锂电池的研发目标，希望在2022年展示能量密度为400~500Wh/kg的原型器件，并在2025~2030年实现量产。为了实现高能量密度的既定目标，各国都在积极开发和应用新的电池技术。

安全& ldquo核心& rdquo策略

& ldquo容量越大，散热越慢，产热量越大，电池越不安全！& rdquo武汉大学艾新平教授指出，锂离子电池的安全问题严重制约了新能源产业的发展，热失控是安全问题的根本原因。如NCM、NCA材料在200~300℃放热严重，加重了电池的安全隐患！

对于锂动力电池的安全性，科研界需要做的就是迎接这一挑战，实现电池高性能和高安全性的平衡，建立从材料(基础)到单体(关键)到系统(保障)的多层次安全防护。艾新平团队的技术思路是在膜的表面包覆一层低熔点的热熔微球。高温下，微球熔化塌陷形成聚合物阻挡层，切断两级之间的离子传递，中断电池反应，从而防止电池失去对热量的控制。

固态锂电池引领未来

中国电子科技集团研究员肖认为，中长期可以产业化的电池系统有固态电池、锂硫电池、锂空气体电池。就目前市场情况来看，国外部分企业开发的全固态锂电池能量密度可达300~400Wh/kg，有望成为下一代高能量密度动力和储能电池技术的重要发展方向。

的确，目前国内固态锂电池配套产业链的一些技术环节，比如固体电解质，已经有所突破。其实全固态锂电池和传统锂电池一样，包括正极、负极和电解液，工作原理和传统锂电池一样。在电解液方面，固态锂电池使用固体电解液，而不是传统锂电池中的液体电解液。目前主要以氧化物、硫化物和聚合物作为固体电解质，这是两者的核心区别。

据了解，目前国内对电解液的研究主要集中在高导电复合电解液的研发上，已经有电池样品在应用，具有优异的循环和安全性能。

随着能源安全性能的不断升级，全固态锂电池的研发和应用已经成为学术界和产业界的共识。然而，固态锂电池发展初期存在的诸多问题不容忽视。清华大学材料所南策文教授表示，固体电解质和正极材料体系的选择，固体电解质和电极材料的集成和界面反应，全固态锂电池的整体设计、封装和综合效率都是问题& ldquo障碍& rdquo。