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从探索改进电极及电池结构的设计方法、建立电池极化模型和仿真技术等方面入手，汽车动力电池的“瘦身健体”之旅仍在不断推进：
汽车动力电池的储能将有可能提高至400瓦时/公斤 。
要让电池变成“肌肉型男 ” ，在获得合理的正负极材料之余 ，还需要设计出可行的加工工艺。
着力全新的锂硫电池和锂空气电池的研究，它们的能量密度有望达到500瓦时/公斤 。
被欧阳明高点名的科研项目获得了国家重点研发计划的支持 ，全名为“高比能动力电池的关键技术和相关基础科学问题研究 ” ，该研究基于研究团队研制出的高容量富锂锰基的正极材料，汽车动力电池的储能将有可能提高至400瓦时/公斤 。
近年来 ，在国家政策的大力扶持下 ，我国新能源汽车得到迅速普及，但“不敢去远郊区县”的“梗 ”至今难以理顺。打破500公里的单次行程极限将大大推动电动汽车的推广，然而汽车承载有限 ，如何在受限的体积内尽量多地储备电能成为科研攻关的关键目标 。
该项目负责人 、北京大学教授夏定国表示：“要进一步提高锂离子电池的能量密度, 正极材料的比容量是关键 。 ”据夏定国介绍 ，针对正极材料的比容量，研究团队在前期工作基础上 ，深刻理解富锂材料稳定性机制以及阴离子氧化还原的产生机理 ，通过调控阴离子氧化还原机制来实现富锂材料性能的优化。
也就是说，团队首先遇到的问题是：阴离子氧化还原能力受什么“左右”？揭示这一规律将引导团队接近并找到性能优良的电极 。团队还发现 ，在物质内部原子之间的几何结构会影响电子的结构 ，从而影响阴离子氧化还原的能力，研究明确了结构和效能的关系 ，并希望通过结构的设计改善电极材料的电化学性能 。
“提高正极材料中的含锂量 ，让更多的阴离子稳定参与氧化还原反应是一个重要途径。 ”夏定国说，研制出高容量富锂正极材料 ，为进一步提高动力电池的能量密度提供了可能。项目组除制备出了一种高容量的富锂正极材料和两种高容量 、高稳定富锂材料—碳复合材料外 ，还制备出了高容量的锂电池负极材料 。
要让电池变成“肌肉型男 ”，在获得合理的正负极材料之余，还需要设计出可行的加工工艺 。例如 ，富锂化合物在电极中需要很好地分散开来 ，既保持在体系中60%以上的含量，又不凝结为块状。分散越均匀 ，可逆性越好 ，充放电效率越好 。
目前该电池还需进一步完善，夏定国介绍 ，仍存在“枝晶锂”制约新体系电池的进步及电池安全性这两个关键问题 。相关实验显示 ，10—50次循环使用之后，电压衰减明显 ，电极也不起作用了。
“枝晶锂”是锂离子电池采用液态电解质所特有的 ，锂离子还原结晶成树枝样，并不断生长 ，到一定程度可能会刺破隔膜 ，科学家目前正在从两个角度寻求突破 。一是包被涂层，二是研究固体电解质 。
夏定国强调，“高能量密度锂离子动力电池的发展有待于电极材料、电解液及高安全性途径的发展 ，更有待于新的分析方法及电池制备技术进步 ”。
除了提高锂离子电池的能量密度使其达到400瓦时/公斤外 ，项目组还将着力全新的锂硫电池和锂空气电池的研究，它们的能量密度有望达到500瓦时/公斤 。中国工程院院士陈立泉表示 ，锂空气电池是动力电池的发展方向之一 ，“现在大力发展的氢氧燃料电池，必须用金属罐子保障氢气使用时的安全 ，而锂空气电池（负极为空气中的氧气）只要一个榨菜袋子就可以了 。从实用性 、成本上来讲锂空气电池也应该发展 ”。
“动力电池是新能源 汽车 的核心部件 ，也是新能源 汽车 动力转型的关键支撑 。”近日，在2020世界新能源 汽车 大会的“先进动力电池技术创新 ”主题峰会上 ，中国电子 科技 集团公司第十八研究所研究员肖成伟说 。
他强调 ，新能源 汽车 要求动力电池具有高能量密度 、高功率密度、高安全等特性，先进动力电池技术的创新对新能源 汽车 的发展至关重要。
肖成伟表示 ，“未来 ，刀片电池技术 、CTP（Cell To Pack）和大模组技术 、无钴电池技术、锂离子电池干法工艺技术是当前的几个技术创新热点。 ”在这场精彩纷呈的主题峰会上，来自学界和业界的专家对这些技术创新点进行了细致 、深入的分享，为线上线下的观众奉上了一场动力电池新技术的思想盛宴 。
2019年 ，全球主要国家新能源 汽车 销量超过210万辆 ，中国销量达到120.6万辆，占中国新车销售比例达4.68% 。截至2019年底 ，全球新能源 汽车 累计销量突破720万辆 ，中国占比50%以上。
中国新能源 汽车 的市场目标是：2020年销量达到500万车辆，2025年达到3000万辆 ，2030年达到7500万辆 ，2035年达到12000一14000万辆 。
新能源 汽车 蓬勃的市场发展也对动力电池提出了更高的要求，如何实现高能量密度 、高功率密度和高安全性是学界和业界着力 探索 的方向 。
“在国家的支持下 ，动力电池能量密度的指标逐年提升。高比动力电池是国家支持研究的重点方向 ，技术与产业化进展都很快，已经实现产业化电池的体系 。”肖成伟说 。
谈及动力电池技术的进展与趋势 ，他介绍 ，中国锂离子动力电池技术路线的变化趋势呈现混合动力和纯电动 汽车 领域应用并重，纯电驱动 汽车 领域应用为主，兼顾混合动力 汽车 领域。300Wh/kg高比能锂离子电池成为当前产业化热点 。
“未来 ，需要重视能量密度、功率密度、安全 、循环耐久和成本之间的平衡 ，智能制造和数字化工厂设计，动力电池系统的设计开发及产业化水平 ，标准化（单体 、模块及系统）及全生命周期的测试验证（尤其是安全可靠性） ，新材料及新体系电池前瞻技术的研发（固态电池、锂硫 、锂空气电池盒锂离子电池等）等五大方面的问题 。 ”肖成伟说。
上海大学教授张久俊介绍，目前锂离子电池的应用广泛 ，主要有车用锂离子电池 、锂硫电池、锂空气电池三种类型 。“就锂离子电池在 汽车 领域的应用来说 ，目前我们强调续航里程要达到400公里，到2030年就要达到700公里 。未来还需要进一步的增加能量密度 、功率密度和寿命 ，提高安全性。 ”张久俊说。
中科院物理研究所研究员黄学杰就动力电池无钴正极材料的技术研究做了分享 ，他介绍，第一代无钴材料是锰酸锂 ，第二代无钴材料是碳酸铁锂 ，目前主要是锂 、镍、钴三元电池 。随着材料技术进步，大家正在不断努力降低钴的含量，目前可以做到钴占10% ，今后可能降至5% ，接着降至3% 。
厦门大学特聘教授董全峰认为，未来 社会 能源支持系统需要可再生能源和高效电化学储能的结合。先进动力电池的发展目标是构建高比能量和高比功率的新型电化学储能系统 。
“电化学储能途径一般有两种 ，一类是典型的氧化还原反应（传统电池） ，再一类是界面上的电荷的存储和释放的过程（超级电容器） 。我们团队提出了一个新的模型，经过对材料的表面调控 ，能够实现既具有高的表面面积 ，表面上又具有和大量离子电化学吸附的能力，填补前两类的空白。”董全峰说 。
宁德时代新能源 科技 股份有限公司研发联席总裁梁成都认为 ，以CTP为代表的动力电池系统高效成组技术是未来创新趋势 。其优点众多 ，零件数量降低40%，能量密度增加10%-15% ，同时 ，寿命延长10%，成本降低10%，产品系统也可靠安全。
比亚迪股份有限公司深圳开发中心副总监鲁志佩介绍了比亚迪在高集成刀片动力电池方面的技术创新 。他提到 ，刀片电池可使零部件数量减少40% ，VCTP增加50%，整个电池系统成本下降30% 。“我们在刀片电池上投入了大量的研发 ，期望实现更高的集成效率 、更高能量密度 ，让刀片电池具有更大的竞争力。2025年预期可以达到73%的集成效率，体积能量密度达到300Wh/kg 。 ”他说 。
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