新年伊始，一場(chǎng)關(guān)于電動(dòng)汽車用動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)路線之爭(zhēng)就在行業(yè)內(nèi)沸沸揚(yáng)揚(yáng)，一時(shí)間輿論大嘩。事情的導(dǎo)火索源自于相關(guān)部門向工業(yè)和信息化部遞交了“關(guān)于暫緩在電動(dòng)商用車上使用三元材料動(dòng)力鋰離子電池建議的函”，而作為新能源汽車主管部門，工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司張相木司長(zhǎng)隨后表示“組織開(kāi)展對(duì)三元鋰電池客車等車型在現(xiàn)行安全標(biāo)準(zhǔn)體系下的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。在評(píng)估完成前，暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄?！毕⒁怀鼍驮跇I(yè)內(nèi)引發(fā)廣泛爭(zhēng)議，此前已經(jīng)減弱的鋰離子動(dòng)力電池路線之爭(zhēng)再次抬頭，業(yè)內(nèi)人士也眾說(shuō)紛紜。鋰離子動(dòng)力電池路線之爭(zhēng)再起波瀾從鋰離子電池問(wèn)世到現(xiàn)在，關(guān)于正極材料的路線之爭(zhēng)實(shí)際上從未消停過(guò)。鋰離子電池主要結(jié)構(gòu)包括正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜等，對(duì)其性能影響最大的就是正極材料。

鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化之初，正極材料主要采用鈷酸鋰(LCO)，但隨著錳酸鋰(LiMn2O4(LMO1))、富鋰錳酸鋰(LiMnO2(LMO2))、鎳鈷錳酸鋰(NCM)、鎳鈷鋁酸鋰(NCA)和磷酸鐵鋰(LFP)等材料逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，鋰離子電池路線之爭(zhēng)就此拉開(kāi)帷幕。此時(shí)，鋰離子電池主要還用于消費(fèi)電子領(lǐng)域，尤其是以手機(jī)和筆記本電腦為主，衡量鋰離子電池的關(guān)鍵指標(biāo)包括容量、成本、安全性和循環(huán)特性等。鈷酸鋰是最先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的正極材料，但存在一些缺點(diǎn)如實(shí)際容量偏低、成本高等因素，同時(shí)在2004年之前手機(jī)和筆記本電腦用鋰離子電池還時(shí)不時(shí)發(fā)送安全事故。為了尋找更好地正極材料，科研人員陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了富鋰錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、磷酸鐵鋰等，并逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，開(kāi)始與鈷酸鋰搶占市場(chǎng)。隨著鋰離子電池生產(chǎn)技術(shù)不斷改進(jìn)，單體電池容量持續(xù)提高，應(yīng)用于手機(jī)和筆記本電腦的鋰離子電池安全問(wèn)題基本解決，鋰離子電池的路線之爭(zhēng)此時(shí)趨于平淡，形成了以鈷酸鋰為主、其他正極材料為輔的鋰離子電池用正極材料市場(chǎng)格局，此時(shí)三元材料(含鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰)和磷酸鐵鋰尚未大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。

2005年之后，三元材料和磷酸鐵鋰生產(chǎn)技術(shù)基本成熟，逐步實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，憑借其性能優(yōu)勢(shì)，逐步開(kāi)始搶占鈷酸鋰的市場(chǎng)份額。此時(shí)，由于鋰離子電池應(yīng)用市場(chǎng)主要還是在于手機(jī)、筆記本電腦，正極材料的路線之爭(zhēng)并不突出。2007之后，智能手機(jī)、平板電腦開(kāi)始流行，軟包鋰離子電池市場(chǎng)逐步擴(kuò)大。但就正極材料而言，由于安全問(wèn)題基本解決，同時(shí)由于智能手機(jī)、平板電腦更新速度快，對(duì)循環(huán)壽命要求不高，因此影響正極材料的關(guān)鍵因素就變成了實(shí)際容量、成本等。富鋰錳酸鋰和三元材料的優(yōu)勢(shì)慢慢凸顯，市場(chǎng)份額逐步提升，鈷酸鋰的主體地位遭遇挑戰(zhàn)。

2009年開(kāi)始，全球主要國(guó)家紛紛開(kāi)始出臺(tái)刺激政策，推動(dòng)新能源汽車應(yīng)用推廣，一時(shí)間純電動(dòng)汽車成為關(guān)注焦點(diǎn)。當(dāng)下，純電動(dòng)汽車的動(dòng)力來(lái)源基本上都是鋰離子電池，鋰離子動(dòng)力電池路線之爭(zhēng)成為行業(yè)焦點(diǎn)。對(duì)于電動(dòng)汽車用鋰離子來(lái)說(shuō)，安全性、循環(huán)壽命、倍率特性、成本是主要考慮因素。容量雖然也是重點(diǎn)因素之一，但不同正極材料單體電池的容量與動(dòng)力電池實(shí)際需求都存在較大差距，因此，動(dòng)力電池對(duì)于單體電池容量的要求不如消費(fèi)類電子產(chǎn)品用鋰離子電池高。磷酸鐵鋰在循環(huán)壽命、安全性、倍率特性等指標(biāo)方面均具備比較優(yōu)勢(shì)，迅速成為動(dòng)力電池正極材料的寵兒，隨著特斯拉采用三元材料的鋰離子電池實(shí)現(xiàn)了高續(xù)航里程和動(dòng)力性能，三元材料成為另外一種選擇。對(duì)于純電動(dòng)汽車用鋰離子電池來(lái)說(shuō)，三元材料和磷酸鐵鋰路線之爭(zhēng)達(dá)到頂峰。后來(lái)隨著純電動(dòng)汽車產(chǎn)銷量快速增長(zhǎng)，鋰離子動(dòng)力電池市場(chǎng)需求迅猛增長(zhǎng)，大家將更多的精力放到了擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，路線之爭(zhēng)趨于平靜，市場(chǎng)在發(fā)展路線選擇上開(kāi)始發(fā)揮更大的作用。進(jìn)入2016年之后，如前文所述，路線之爭(zhēng)再次在鋰離子動(dòng)力電池領(lǐng)域引起波瀾。

未來(lái)五大創(chuàng)新電池技術(shù)：鋰電池環(huán)保空間大

1.由人體皮膚供電的新款電池

如今，智能腕表、藍(lán)牙耳機(jī)(Bluetoothheadsets)、智能服裝等“智能穿戴式設(shè)備(smartwearables)”越發(fā)流行，上述設(shè)備可追蹤并記錄用戶的呼吸、心率及其他身體參數(shù)。為解決上述穿戴式設(shè)備的供電問(wèn)題，科研人員正在研發(fā)一款電池，其所采用的電極就附著在用戶的皮膚上。

目前，這款創(chuàng)新型電池正在測(cè)試中。當(dāng)手指輕拍皮膚后，其產(chǎn)生的電量可點(diǎn)亮12個(gè)LED燈泡。值得一提的是，該電極可捕獲皮膚上的電流，其金制膜層的厚度為50納米，位于硅膠層(siliconerubberlayer)的下方，后者由許多小型柱狀物構(gòu)成，進(jìn)而增大皮膚接觸面。

2.快充技術(shù)(Quick-ChargeTechnology)

就在不久前，若智能手機(jī)的電量耗盡，這意味著用戶需要為手機(jī)插上充電器，須等待30-60分鐘才能為該設(shè)備充滿電。如今，某些快充技術(shù)可將充電速度縮短為早前的六分之一。例如：高通“5for5”的創(chuàng)新技術(shù)的亮點(diǎn)在于“充電五分鐘，通話5小時(shí)”，其旨在為采用驍龍芯片的手機(jī)與智能設(shè)備提供超快速充電服務(wù)，不僅大幅縮減了充電時(shí)間，還避免了充電時(shí)的等待。此外，該技術(shù)還減緩了用電量并減少了所需支付的電費(fèi)。

3.安全性更高的固態(tài)電池

研究人員已研發(fā)出數(shù)款固態(tài)電池，該產(chǎn)品在多個(gè)方面領(lǐng)先當(dāng)前普遍使用的鋰離子電池。此外，固態(tài)電池的安全性更高，使用壽命更長(zhǎng)，電量更為強(qiáng)大。這類新款充電電池可充電幾十萬(wàn)次，等材料磨損后進(jìn)行填埋處理。固態(tài)電池使電量提升超過(guò)30%，這意味著充電完后，其使用時(shí)間更長(zhǎng)。由于固態(tài)充電電池屬于非易燃品，對(duì)電動(dòng)車而言，是一類極佳的車載電池。

4.鋰離子電池

盡管固態(tài)電池可提供各類環(huán)保功能，但VisualCapitalist公司認(rèn)為，鋰離子電池在環(huán)保方面的改進(jìn)空間較大。據(jù)估計(jì)，未來(lái)鋰離子電池的電量將逐年增長(zhǎng)6%-7%，這得益于鋰離子電池陰極內(nèi)鋁、鈷、錳、鎳等金屬含量的不斷調(diào)整。科研人員對(duì)上述材料進(jìn)行了大量試驗(yàn)，持續(xù)探索各材質(zhì)的最佳配比，使其陰極的使用壽命延長(zhǎng)，同時(shí)提升其能效。目前，研究人員正在測(cè)試硅質(zhì)陽(yáng)極，相較于當(dāng)前采用的石墨陽(yáng)極，其材質(zhì)使電池的電量提升了10倍。

5.柔性電池(flexiblebattery)

亞利桑那州立大學(xué)(ArizonaStateUniversity)的研究團(tuán)隊(duì)受到日本折紙技藝的啟發(fā)，采用了一種柔性儲(chǔ)能技術(shù)，其研發(fā)的鋰離子電池?fù)碛写罅康鸟耷扒锌?cuts)，增強(qiáng)了電池的延展性及柔性。

據(jù)稱，該款柔性電池的外觀為彈性腕帶，作為智能手表的重要部件之一。由于該腕帶的延展性，這類可延展的歐星電池或?qū)⒈豢p入智能衣服中。智能穿戴式設(shè)備的供電或終將由這類電池驅(qū)動(dòng)，該產(chǎn)品所耗費(fèi)的資源要低于傳統(tǒng)的散裝電池。