中國電動(dòng)汽車(chē)電池技術(shù)研發(fā)分析

目前，世界各國的研究機構都在針對未來(lái)市場(chǎng)需求加緊新能源電池的研究工作，如鋰硫電池、金屬（鋰、鋁、鋅）空氣電池等。這類(lèi)電池的特點(diǎn)是，原材料成本低，能源消耗少，低毒，能量密度高。鋰硫電池的能量密度可達2600 Wh/kg，鋰空氣電池的能量密度可達3500 Wh/kg。
　　鋰硫電池
　　鋰硫電池已成為日本新能源汽車(chē)動(dòng)力電池技術(shù)研究方向之一，日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機構（NEDO）自2009年起，每年投入300億日元（約合 24億元人民幣）的研發(fā)預算，目標是在2020年能量密度達到500Wh/kg。美國在這方面走的更快一些，其能源部最近投入500萬(wàn)美元資助鋰硫電池的研究，計劃2013年能量密度達到500Wh/kg。
　　國際上鋰硫電池研究的代表性廠(chǎng)商有美國的Sion Power、Polyplus、Moltech，英國的Oxis及韓國三星等。Polyplus的2.1Ah鋰硫電池的能量密度已達420Wh/kg或 520Wh/l。2010年7月，Sion Power應用于美國無(wú)人駕駛飛機動(dòng)力源的鋰硫電池表現引人注目，無(wú)人機白天靠太陽(yáng)能電池充電，晚上放電提供動(dòng)力，創(chuàng )造了連續飛行14天的紀錄。其能量密度和循環(huán)性能的近期目標分別是超過(guò)500Wh/kg和500次循環(huán)。到2016年，要達到600Wh/kg和1000次循環(huán)。
　　在中國，天津電子18所、防化研究院、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、國防科技大學(xué)、武漢大學(xué)、北京理工大學(xué)等正在進(jìn)行鋰硫電池的研究。
　　研究中發(fā)現，由于正極活性材料的放電溶解及金屬鋰表面的不穩定性，硫本身及其放電產(chǎn)物的電絕緣性（5x10-30S/cm）等因素的影響，導致鋰硫電池的循環(huán)穩定性較差，活性材料利用率偏低。
　　大介孔碳正極材料
　　鋰硫電池的正極材料包括多孔碳，如大介孔碳、活性碳、碳凝膠等（見(jiàn)表1）；碳納米管、納米結構導電高分子材料，如MWCNT、PPy、PANi/PPy等（見(jiàn)圖1）；以及PAN。
　　
　　表1 不同孔結構的多孔碳/硫復合材料的電化學(xué)性能