鉅大LARGE | 點擊量：538次 | 2019年02月23日
鋰離子電池性能和價格的演進速度正在放緩
在不久前出版的《自然》（Nature）雜志上，一篇題為《距離鋰電子電池革命僅余10年》（Tenyearslefttoredesignlithium-ionbatteries）的文章指出，鋰離子電池性能和價格的演進速度正在放緩。
如果不加大對基于儲量豐富的鐵、銅等材料的電極材料的研究，電動汽車的大規(guī)模發(fā)展將受到限制！
文章認為，造成上述問題的主要原因包括以下幾點：
一是因為技術(shù)已近極致，且尚未突破。
在電極材料的晶體結(jié)構(gòu)中,可以儲存的電荷量快要接近理論最大值；市場規(guī)模的增長難以繼續(xù)帶來大幅度的價格降低。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
二是現(xiàn)有資源開始短缺，而替代材料尚未出現(xiàn)。
目前普遍采用的電極材料，如鈷和鎳十分稀缺，且價格昂貴，如果沒有任何新的變化，預計在2030~2037年間（或更早），鈷和鎳的需求量就會超過產(chǎn)量。另一方面，新的替代電極材料，如儲量豐富的鐵、銅，則還處于早期研究階段。
自1990年首次問世以來，鋰離子電池在消費性電子產(chǎn)品、儲能（家用、公用事業(yè)）、電動汽車行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著產(chǎn)能規(guī)模的擴大，其性能大幅提升、價格大幅下降。
而驅(qū)動鋰離子電池的成本下降和性能提升的四個關(guān)鍵因素中，化學材料則是其中最重要的一項。
電池的性能受兩極化學材料的影響。陰極材料主要包括鋰鎳錳鈷（NMC）、鋰鎳鈷鋁氧化物（NCA）、鋰錳氧化物（LMO）和磷酸鐵鋰（LFP）；陽極材料大多數(shù)采用石墨，重型汽車中為增加循環(huán)壽命，也會使用鈦酸鋰（LTO）。
NMC和NCA技術(shù)的主要優(yōu)點是能量密度更高，主導了輕型電池市場；
LFP的能量密度低，但得益于更高的循環(huán)壽命和安全性能，它成為重型電動汽車（即客車）采用的主要化學物質(zhì)。
化學材料對電池成本有著較大的影響，LFP-Gr最為昂貴，約為240美元/千瓦時，比最便宜的NMC811-Gr電池高出約20%。
根據(jù)IEA的分析，鋰離子電池雖然能在未來的二十年內(nèi)占據(jù)主導，但其化學材料將逐漸發(fā)生變化。
2025年前后，新一代擁有低鈷、高能量密度和陰極鋰鎳錳鈷（NMC）811等特性的鋰離子電池將進入量產(chǎn)。在石墨陽極中加入少量的硅，可將能量密度提高50%，而能夠承受較高電壓的電解質(zhì)鹽也將有助于提高性能。
2025年至2030年期間，鋰金屬為陰極、石墨/硅復合材料為陽極的鋰離子電池可能會進入設(shè)計階段，甚至還可以引入固態(tài)電解質(zhì)以進一步提高能量密度和電池安全性。此外，鋰離子技術(shù)可能會被鋰空氣、鋰硫等其他有著更高能量密度和更低理論成本的電池所取代。但實際上，這些技術(shù)的發(fā)展水平仍非常低，實際性能尚待測試。
