因此,筆者認(rèn)為,鋰電池未來(lái)發(fā)展方向應(yīng)該瞄準(zhǔn)動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池,在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手尚未發(fā)展起來(lái)的機(jī)遇期,通過(guò)提高電池比能量、降低生產(chǎn)成本、增加循環(huán)次數(shù),積極占領(lǐng)汽車動(dòng)力市場(chǎng),拓展儲(chǔ)能市場(chǎng),擠占鉛酸電池市場(chǎng)空間,利用產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì)對(duì)燃料電池、液流電池等新型電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程造成影響,進(jìn)而搶占有利競(jìng)爭(zhēng)地位。
要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),最根本還在于鋰電池實(shí)現(xiàn)革命性變化。從當(dāng)前鋰電池的材料結(jié)構(gòu)看,正極材料已經(jīng)成為制約其性能提升的最關(guān)鍵因素。
不管是現(xiàn)在已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰,還是在研究當(dāng)中的各種新型正極材料,都存在局限性:一是理論比能量有限,相對(duì)于負(fù)極材料而言;二是實(shí)際比能量和理論值還有較大差距;三是鋰電池充電時(shí)間過(guò)快的話就易造成正極材料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。因此,筆者認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)鋰電池革命性變化,必須首先突破正極材料的限制。
一方面是繼續(xù)開(kāi)發(fā)全新的正極材料,具備工作電壓高、理論和實(shí)際比能量高、溫度特性好、材料來(lái)源豐富、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全可靠、成本較低等特性,從材料特性以及過(guò)往的正極材料研究歷史看,要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)難度非常之大,10年、20年內(nèi)完成的可能性極低。
二是充分發(fā)揮現(xiàn)有正極材料的潛力,創(chuàng)造性運(yùn)用以納米技術(shù)為代表的新材料制備技術(shù)以及碳納米管、石墨烯等新材料,通過(guò)對(duì)現(xiàn)有正極材料改性、包覆等手段,改進(jìn)現(xiàn)有正極材料制備工藝,解決當(dāng)前正極材料存在的實(shí)際比能量低、充電時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)成本高等問(wèn)題,加快鋰電池在動(dòng)力市場(chǎng)、儲(chǔ)能市場(chǎng)的應(yīng)用。
筆者認(rèn)為第二種方法實(shí)現(xiàn)的可能性較大,一是它不需要對(duì)現(xiàn)有鋰電池材料體系做大的改變,只需要細(xì)微調(diào)整,難度低、時(shí)間短;二是納米技術(shù)等新技術(shù)和碳納米管、石墨烯等新材料正在不斷成熟,為其在鋰電池中的應(yīng)用奠定了很好的基礎(chǔ)。
一旦正極材料實(shí)現(xiàn)突破,也必然要求鋰電池整個(gè)材料體系發(fā)生變化,只有這樣才能實(shí)現(xiàn)鋰電池性能根本性提升。當(dāng)然,隔膜、電解液要實(shí)現(xiàn)突破也是存在難度的,相較而言,負(fù)極材料突破的難度就小得多。另外,電池制備技術(shù)和電池成組技術(shù)進(jìn)步也是必要的,這也是提升鋰電池比能量以及降低成本的重要因素。