新型锂电池的开发将面临哪些挑战

最近中日美三国政府提出的动力电池的发展目标，从技术的指标上，核心指标是能量密度，越提越高，从300瓦时每公斤，一直到500瓦时每公斤，包括美国DOE还有中国的重点专项，纳米材料、基因组都提出了很高的指标要求。

怎么样实现这些超高能量密度的指标，同时还要兼顾动力电池使用时的安全性、寿命、成本，这是摆在很多研发人员面前的问题。

从技术分析的角度，目前主要的动力电池还是正极材料匹配人造石墨这一类的负极材料，接下来提高能量密度，很可能要把硅负极引入，体积膨胀是很难解决的问题，接下来是把硅负极用金属锂替代，第一个问题是它不像石墨负极锂进和出，是非均匀的析出。第二是自发和电解液发生反映，体积变化也比较大。固态电池和业态电池在微观上也是三层结构，只是把现在的隔膜电解液替换为固态电解质，这是典型的照片，没有太本质的区别，核心是有可能负极使用了金属锂，在这种情况下，在正极这一侧，原来的液体可以充分浸润正极颗粒，在正极侧接触，这是难度非常大的。从大家预期的优点上，如果使用了金属锂，现在容易燃烧和爆炸的液态电解质，另外使用寿命等等都会延长，模块配置等都是大家期望的，包括金属锂、锂硫和锂空气电池，这些路线在不断修改中，但是大体是提高安全性的策略，就是固态化。

目前总体而言，全固态锂电池开发面临四个挑战，一个是在电极层面，怎么样满足正负极课题和固体电解质的离子传输，特别是循环过程中，第二是循环过程中正负极材料不能像液体那样保持非常好的接触。还有金属锂电极的体积变化还有锂固体的变化。

当然，除了锂电池市场在不断在革新外，锂电池连接技术也同样在不断进步，目前市面上用的比较多的锂电池连接器主要就是T插，XT30，XT60，XT90，我们同时也在期待以艾迈斯(www.china-amass.com)为代表的一批锂电池接头的厂家会研发出更高性能的锂电池接插件。