“更高、更快、更強”是耳熟能詳的奧林匹克競技精神，這句奧林匹克運動的格言由現代奧林匹克運動的發起人顧拜旦提出，闡述了奧林匹克運動不斷進取、永不滿足的奮斗精神。

切換到電動汽車行業，作為其心臟的動力電池，在電池材料選擇與技術攻關等方面，研發新的技術，提供更高的能量密度，實現更遠的續航里程，是目前行業面臨的一個挑戰與研究熱點。

據中國汽研中心北京工作部動力電池研究室專家方凱正介紹，新能源汽車產量的增長帶動了動力電池配套電池增長，前三季度，動力電池配套總量超過了121億瓦時，其中純電動車型的配套量是110億瓦時，插電混動車型配套量是11億瓦時。搭乘動力電池行業發展之勢，產業研究者也在不斷地研究提高動力電池能量密度，實現其“能量密度更高、動力更強、續航更遠”發展目標的技術研發之路。

技術路線多樣化

湖南杉杉能源科技股份有限公司研究院副院長譚欣欣表示，作為電池領域重要的原材料供應商，杉杉會考慮不斷提升電池材料的放電比容量，以及充放電電壓，同時會考慮它的功率密度和日歷壽命，包括循環、副反應等等。

杉杉能源是杉杉股份的一個子公司，成立于2003年，旗下有湖南杉杉新能源和寧夏杉杉新能源兩家子公司。在未來電動汽車續航里程達到400-500公里、電池使用壽命10年甚至更長等方面的挑戰之下，湖南杉杉研究院在高性能動力三元材料上會繼續展開技術攻關與研發，從而滿足下游動力電池廠的需求。

就材料選擇而言，高鎳三元材料已經成為了行業的熱門首選。因為它比磷酸鐵鋰和低鎳三元材料在比能量上具備更大的優勢。企業的相關技術研發投入也紛紛跟進。

如果要提升電池能量密度，在甄選擇材料時，湖南杉杉研究院譚欣欣院長指出：“一款高性能的動力三元材料，并不是簡簡單單地突出其中某一個系列或者兩個系列，如果說有一個系列做不到，我想絕對不是一款好的正極材料。”

他同時提到了相關四個可能性技術研發路線。第一個是大家最為熟知也是最為普及用到的鎳含量提升路線；第二個是中鎳高電壓開發路線；第三個是高鎳高電壓開發路線；第四是高電壓LCO開發路線。從能量密度角度來講，隨著鎳含量的提升，電池整體能量密度會越來越高，電量的提升也會帶來提高，同時高電壓鈷酸鋰因為有電壓平臺和高容量，整體能量密度也會比較高。

然而在大家都在談高鎳容量達到300Wh/kg、甚至400Wh/kg時，譚欣欣也提到，就現狀而言，高鎳材料，尤其是80%以上鎳含量的材料，在今年整個國內市場的占比不到1%，高能量密度正極材料在國內的推廣、使用或許還需要一定的時間，而且整個行業需要避免過多的炒作、局部的過熱。

正極材料高鎳化

工信部裝備工業司公布了《汽車動力電池行業規范條件（2017年）》（征求意見稿），擬對2015年發布實施的《汽車動力蓄電池行業規范條件》（以下簡稱《規范條件》）進行修訂。這對動力汽車動力蓄電池企業做優做強，建立產品規范和質量保障體系，加強技術和管理創新，提高產品研發和制造水平，提升產品性能和質量提出了依據。

賽迪顧問投資部總經理吳輝統計，2016年1-10月份，國內動力電池出貨量排名前十企業的總出貨量就達到了約11390.5MWh。隨著純電驅動汽車產業迅速發展以及動力電池行業的日趨火爆，動力電池的能量密度向著越來越高方向發展，這對正負極電池材料提出更高要求。

就動力電池發展趨勢而言，正極材料基本上三大類，負極材料以碳材料為主，硅碳材料、熱點材料也都在做研究，其中氧化物是以鈦酸鋰為主要的材料選擇。

“正極材料會逐步過渡到三元材料為主”當升科技總經理陳彥彬認為。在高能量密度三元材料研發方面，當升科技一直走在了行業前列。通過提升鎳材料含量，不斷提升電池能量密度是一條可行性技術路線。但是采取何種具體的技術路線，比如，先走高鎳還是走高電壓，就可能會因公司而異了。

陳彥彬解釋到：“從整體國際趨勢來看，采取的路線都是先走高電耗，然后做高電壓。”

如今，高能量密度的正極材料正在日益成為電池行業的發展主流，有消息稱，國內產品工藝領先的正極材料生產企業都紛紛開始研究生產高鎳三元材料，高鎳三元材料的某些類型，比如，622型、811型也陸續開始小批量生產，一些企業已經在下游企業中進行試驗應用。而且，622型和811型的容量比分別可達160mAh/g和180mAh/g，較目前的532型和111型都有一定程度的提高。

陳彥彬也提到，高鎳化相對于高電壓來講還是首選的方向。高鎳材料的終極目標是811型，811型材料也更具發展前途。當升科技做高能量密度走的是高鎳化路線，也做一些中高鎳的高電壓，同時也會從前軀體、燒結、摻雜、表面處理等方面提升電池的壽命和安全性。

要做高鎳材料需要解決壽命、存儲安全等方面的問題，需要從前軀體、潮解、摻雜、表面各個環節做到最優化。關于高鎳化的壽命是否有問題，陳彥彬也表示，當升科技的研發技術能夠保證容量在提升20毫安時基礎上壽命不會受到影響。

負極材料加大研發

到2025年，動力電池如何實現高能量密度快充？在快充類負極材料領域，貝特瑞一直在研發一款復合形高能量密度的負極材料，通過電池廠和整車廠的緊密合作做到電池能量比300Wh/kg、整車續航里程500公里，貝特瑞技術總監閆慧青如此解答。

閆慧青也表示，貝特瑞在四種負極材料進行了技術開發，即快充石墨負極材料、快充軟碳/硬碳的材料、快充硅系列材料、快充碳酸鋰的負極材料。

目前，國內電池企業開發的電池基本上還是以磷酸鐵鋰電池為主，普遍應用在乘用車、專用車、大巴車等。閆慧青說到：“提高磷酸鐵鋰的能量密度首先要做好負極，我們一直在持續開發負極材料，在做高能量密度的磷酸鐵鋰電池，從粉體本身的加工學來看，正極、負極或者三元材料，在電池整體的壓實密度提升和容量提升方面有異曲同工的技術，所以我們也在開發高能量密度的磷酸鐵鋰電池，努力把電池容量提上去，把壓實密度提上去。尤其是壓實密度，因此，我們做了球型的磷酸鐵鋰。同時，我們把高端的負極材料應用到其中，從而提升整個磷酸鐵鋰電池的能量密度。”

相比之下，臺灣工業技術研究院材料研究部資深研究員呂學隆則認為：“其實，去年已經有電池廠家開始提到用三元材料做參混的做法，第二種就是把磷酸鐵鋰直接作為一種正極材料的解決方案，提高能量密度。其他學術研究單位，比如哈工大也有包含磷酸釩鋰的技術。差別是在于，似乎對于正極材料廠家來說，現階段對磷酸釩鋰的解決方案還沒有有效的方法。”

現在對電動汽車整車續航里程要求越來越高了，對于動力電池而言，如果說現在要求它的能量密度提高一倍的話，它的技術難點存在于多個方面。

天津力神電池股份有限公司（簡稱“力神”）副總工程師蘇金然分析到，現在鋰離子體系下，達到350瓦時/公斤的確還需要一些努力。現在的NCA、鎳材料、硅碳負極材料等方面尚需做一些探討，但是硅碳負極材料真正用到動力電池上還需要克服一些技術難題，比如它的循環特性、膨脹特性等等。

據預計，到2020年國內鋰離子動力電池能量密度將達到350瓦時/公斤。對此，蘇金然認為這將對技術的要求非常高，如果單純地用現在的鋰離子電池體系，可能很難達到這個能量密度值。

因此，對一些新的動力電池正極材料、負極材料甚至隔膜材料，應該做一些深入地研究，如果在這些方面沒有突破的話，技術水平提升或將收到限制。力神也有專門的團隊在做這方面的工作。

從電池材料體系來看，中國電子科技集團公司十八所肖成偉主任表示，電池負極材料基本上以碳為主，正極材料也會有大的變化，包括錳酸鋰、鈷酸鋰等一些材料等。

從整個發展產業趨勢來看，希望通過一些不同材料體系選擇，來開發產業化能量密度越來越高的混合動力電池，實現在新能源車領域的規模化應用。

但是肖成偉分析到，從現在國家頒布的一些技術發展路線圖以及下一步的補貼政策來看，國家還是在向著高比能電池的方向做一些引導。各個電池企業在盡可能提高磷酸鐵鋰電池能量密度的同時，下一步也會加大力度開發和推廣三元電池的一些產品。

動力電池研發技術是影響電動汽車推廣應用的一個重要因素。作為動力電池性能的重要指標之一，提高能量密度只是方法之一，整個動力電池產業還需要通過提高功率密度、使用壽命、研發新材料技術等方式，降低成本，提升動力電池的整體性能。