提升二次电池能量密度的可能途径

根据查全性院士对高比能化学电源发展潜力的理论分，化学电源的实际比能量有望达到300～1000Wh·kg。然而，即使是目前最先进的聚合物锂离子电池，其比能量也不过200Wh·kg。由此可见，高比能二次电池还存在巨大的发展空间。如何才能大幅度提高二次电池的能量密度呢?经过近20年的发展，应当说两类高比能二次电池(镍氢电池和锂离子电池)的工艺技术已趋于成熟，依靠工艺进步提高电池比能量的空间已非常有限。如经过百余年的发展，最先进的铅酸电池(水平电池)的实际质量比能量也不过实现了其理论质量比能量的29％(按实际质量比能量为50Wh·kg-1计)，而锂离子电池(LiC002／C体系、铝壳电池)已达到35％。因此，开发高比能新材料和电池新体系无疑是高比能二次电池未来的发展方向。
从二次电池长远发展考虑，未来的研究不应当仅局限于现有的两类高比能电池体系的改进和提高。探索新的反应原理、构建高比能绿色二次电池新体系，对于高比能二次电池发展也许更具意义。从这一角度来看，以下几个方向似乎更值得去关注和探索。