動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車(chē)的核心部件，它的性能影響著整車(chē)的速度、續(xù)駛里程等諸多方面，所以一直以來(lái)，對(duì)電池技術(shù)的研討從未停止過(guò)。由于不同材料對(duì)電池性能的影響，究竟哪種材料才是最適合車(chē)用的動(dòng)力電池更是業(yè)內(nèi)熱議的焦點(diǎn)，也是攻關(guān)難點(diǎn)。
作為“十二五”國(guó)家863計(jì)劃電動(dòng)汽車(chē)轉(zhuǎn)向總體組專家的黃學(xué)杰主要從事鋰二次電池及其相關(guān)材料、工藝和裝備技術(shù)的研究。他認(rèn)為，動(dòng)力電池在我國(guó)的發(fā)展主要有兩條技術(shù)路線，分別針對(duì)商用車(chē)和乘用車(chē)，商用車(chē)主要選擇磷酸鐵鋰電池，預(yù)計(jì)今年能突破160 Wh/kg;而乘用車(chē)因?yàn)閷?duì)比能量有較高要求，所以三元材料電池受到更多青睞。
然而，這樣的比能量并不能滿足人們對(duì)更長(zhǎng)續(xù)駛里程的要求，所以人們還在不斷嘗試不同的材料。據(jù)悉，除了鈷酸鋰在手機(jī)上應(yīng)用以外，其他錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料、高鎳富鋰等都在不同程度上擁有一定的優(yōu)勢(shì)。
其中，NCA三元材料由于其單體比能量高，儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)，特斯拉配備的正是NCA電池。不過(guò)，NCA的循環(huán)壽命較低和其安全性能較差的問(wèn)題引起了人們的注意。雖然單體比能量高，但成組后的比能量卻大幅降低。
為了保證更長(zhǎng)的續(xù)駛里程，則必然需要更多量的單體，那么在安全方面就會(huì)產(chǎn)生一定的隱患。
黃學(xué)杰對(duì)上述幾種材料的電池進(jìn)行了比較：鈷酸鋰雖然性能良好，但成本很高，所以只應(yīng)用于手機(jī)中;錳酸鋰成本較低，目前在商用車(chē)領(lǐng)域需求較多，但其比能量較低，所以低速車(chē)、兩輪車(chē)比較適用。
綜合比較來(lái)看，磷酸鐵鋰循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性、穩(wěn)定性強(qiáng)，成本也正在逐漸降低，所以依然是目前的主流選擇。
對(duì)于這一觀點(diǎn)，艾新平持同樣態(tài)度。他堅(jiān)決反對(duì)為增加續(xù)駛里程而盲目增加電池重量的做法，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛整體重量上浮，能耗也隨之升高，反而使得電動(dòng)汽車(chē)不環(huán)保，且這種做法導(dǎo)致成本也大幅度增加，不利于市場(chǎng)推廣。
動(dòng)力電池總體的發(fā)展方向，必須在滿足安全性、長(zhǎng)壽命、循環(huán)壽命等指標(biāo)下大幅度提升比能量。所以，綜合比較各種材料電池，鋰離子電池仍是動(dòng)力電池發(fā)展的重點(diǎn)。
黃學(xué)杰提出，磷酸鐵鋰?yán)^續(xù)研發(fā)的重點(diǎn)不是材料本身的改進(jìn)，而是在于電池的設(shè)計(jì)以及配套的負(fù)極材料方面。在他看來(lái)，磷酸鐵鋰經(jīng)過(guò)這些年的發(fā)展，已經(jīng)形成了年產(chǎn)10萬(wàn)噸以上的產(chǎn)能，材料技術(shù)已經(jīng)非常成熟。接下來(lái)，如何給磷酸鐵鋰配負(fù)極材料，能更好地發(fā)揮其優(yōu)良性能，成為需要業(yè)界解決的問(wèn)題。
以兩種材料為例，一種是可以在低溫下快速充電的，另一種是可以有更高比能量的。低溫下可以快充的是石墨烯材料，擁有較高比能量的是硅碳材料，且必須是納米級(jí)的硅。
不難看出，想要提高磷酸鐵鋰的比能量，就必須解決硅負(fù)極的循環(huán)庫(kù)倫效率低和富鋰錳基的電壓衰減問(wèn)題，才有望研發(fā)出比能量突破400Wh/kg的先進(jìn)鋰離子動(dòng)力電池。
而從長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光來(lái)看，革新型鋰離子電池較鋰硫、鋰空更具有現(xiàn)實(shí)可行性。他提出，開(kāi)發(fā)基于陰離子電荷補(bǔ)償機(jī)制的高容量富鋰氧化物正極(≥350mAh/g)，可以發(fā)展出比能量大于500Wh/kg的動(dòng)力電池。
艾新平強(qiáng)調(diào)安全性決定了高比能量電池裝車(chē)應(yīng)用的前景，發(fā)展自發(fā)熱控制技術(shù)和全固態(tài)電池是可行的解決方案，所以必須要加緊攻關(guān)。而高載量電極是實(shí)現(xiàn)電池高比能的基礎(chǔ)，根據(jù)極化模型，開(kāi)發(fā)梯度孔率電極，對(duì)于高比能電池發(fā)展具有重要作用和意義。
目前新一代的磷酸鐵鋰電池單體的比能量已經(jīng)可以達(dá)到175Wh/kg，成組后能夠滿足商用車(chē)150Wh/kg的要求。隨著技術(shù)水平不斷提高，到2020年磷酸鐵鋰電池包實(shí)現(xiàn)180Wh/kg的目標(biāo)值得期待，且還有更大的發(fā)展空間。此外，磷酸鐵鋰不僅在中國(guó)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)比較雄厚，更重要的是，其在商用、儲(chǔ)能方面也有應(yīng)用空間。
艾新平表示，固態(tài)電池是未來(lái)的必然趨勢(shì)，而固態(tài)電池對(duì)抗氧化能力、低溫導(dǎo)電率等都有較高要求，而現(xiàn)在流行的三元材料、鈷酸鋰等都無(wú)法實(shí)現(xiàn)，只有磷酸鐵鋰電池能夠滿足。
