近年來在國家多項(xiàng)政策的引領(lǐng)和支持下，新能源汽車行業(yè)飛速發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年生產(chǎn)新能源汽車79.4萬輛，銷售77.7萬輛，同比分別增長53.8%和53.3%。而新能源汽車的核心是三電：電池，電機(jī)和電池管理系統(tǒng)，其發(fā)展的根本仍然是汽車動(dòng)力的源泉——電池！

目前的電池是特殊材料制造的儲(chǔ)能設(shè)備，其儲(chǔ)存電能的容量有限，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)水平的極限，電容小，體積大，重量大，占去新能源汽車重量和成本的30--40%，嚴(yán)重影響新能源汽車的推廣與普及，甚至成為新能源汽車發(fā)展的瓶頸。

科研人員針對電池能量密度、充放電速率和安全性方面的瓶頸進(jìn)行了大量研究實(shí)驗(yàn)。小編從2017年各大機(jī)構(gòu)和高校發(fā)布的眾多成果中，甄選出以下十大從材料層面改進(jìn)電池性能的重大技術(shù)突破。

浙大研發(fā)新材料電池1.1秒充滿電

浙江大學(xué)科學(xué)家用石墨烯膜作為正極材料，研發(fā)出一種新型的鋁-石墨烯電池。這種電池壽命超長，能在極短時(shí)間內(nèi)充滿電，在零下40℃到120℃的溫度范圍內(nèi)都能正常工作。這種鋁-石墨烯電池的倍率性能也非常優(yōu)異，表現(xiàn)為在大電流下可以快速充電，同時(shí)保持較高的比電容量，驗(yàn)室數(shù)據(jù)是1.1秒就能充滿電，比電容量損失輕微。未來如果用到手機(jī)上，充電5秒鐘通話2小時(shí)是完全可能的。

2.鈦鈮氧化物負(fù)極材料電動(dòng)車專用鋰電池

日本東芝公司宣布開發(fā)出新一代電動(dòng)車專用鋰電池，與一般采用石墨作為負(fù)極材料的鋰電池不同，這種鋰電池使用鈦鈮氧化物作為負(fù)極材料，具有能量密度高、可超快速充電等特性，快充僅需6分鐘就能充到90％的電量。在充放電5000次后，這種鋰電池依然可以維持90％以上的電池容量，且在零下10攝氏度的低溫環(huán)境下仍能快速充電。

3.銦涂覆鋰電極新型可充電電池

美國科學(xué)家通過用銦涂覆鋰電極制造出更強(qiáng)大，更持久的新型可充電電池。在電解質(zhì)中加入少量的銦鹽，則在電池工作時(shí)，銦層沉積就具有均勻性和自愈合性。電池在充電/放電循環(huán)期間也能保持完整，化學(xué)成分保持不變，有效防止副反應(yīng)發(fā)生。樹枝狀枝晶也被消除，使表面光滑緊湊。在商用電池中，新型銦-鋰復(fù)合電極在超過250個(gè)循環(huán)中表現(xiàn)穩(wěn)定，能夠保留其容量的大約90％。

4.鋰離子電池硅負(fù)極重大進(jìn)展！

韓國科學(xué)技術(shù)院報(bào)道了一種高彈性的粘結(jié)劑，通過形成酯鍵使傳統(tǒng)粘結(jié)劑PAA與多聚輪烷環(huán)組分交聯(lián)結(jié)合得到具有特殊結(jié)構(gòu)的雙組分PR-PAA粘結(jié)劑，很大程度上提高了硅負(fù)極在充放電過程中的穩(wěn)定性。

5.鋰合金/石墨烯“千層餅”開啟鋰電新時(shí)代

美國斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程系崔屹教授所在的課題組研發(fā)出一種鋰合金/石墨烯箔片負(fù)極，該負(fù)極的容量接近鋰金屬的理論體積容量，且具有優(yōu)異的安全特性。據(jù)稱，該鋰合金/石墨烯箔片不僅在傳統(tǒng)的鋰離子電池中有應(yīng)用前景，而且有望作為鋰金屬負(fù)極替代者應(yīng)用于下一代鋰/空氣、鋰/硫電池中。

6.新型鋰電池負(fù)極材料無需粘接劑

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)宋禮等人通過簡便的溶劑熱法合成出MoSe2/SWCNTs復(fù)合材料，作為鋰離子電池負(fù)極，無需粘結(jié)劑，表現(xiàn)出優(yōu)越的電化學(xué)性能。在鋰離子電池負(fù)極制備過程中，粘結(jié)劑在電極中所占的比例一般為3%-5%之間，且粘結(jié)劑通常是絕緣體，會(huì)阻礙電解質(zhì)中離子轉(zhuǎn)移，因此無需粘結(jié)劑的電極材料能夠顯著地提高電極的性能。

7.-60℃也能用——電解質(zhì)研究獲重大突破

美國科學(xué)家從大量氣體候選物中選出兩種液化氣——氟甲烷和二氟甲烷，分別制成鋰電池和超級(jí)電容的電解質(zhì)，使得鋰電池的最低工作溫度從零下20℃延伸到零下60℃，超級(jí)電容的工作溫度從零下40℃延伸到零下80℃。且回到正常室溫后，這些電解質(zhì)仍能保持高效工作狀態(tài)。除了創(chuàng)造低溫工作紀(jì)錄，這些氣態(tài)電解質(zhì)還克服了鋰電池中常見的熱失控問題，更具安全優(yōu)勢。

8.碳納米管電極鋰空氣電池

日本國立研究開發(fā)法人物質(zhì)與材料研究機(jī)構(gòu)（NIMS）發(fā)布研究報(bào)告稱，已成功將碳納米管用于鋰空氣電池的空氣電極，實(shí)現(xiàn)超高蓄電量。NIMS采用碳納米管作為空氣電極材料，通過優(yōu)化空氣電極細(xì)微構(gòu)造，單位面積蓄電量達(dá)到30mAh/cm2，相當(dāng)于目前鋰離子電池（2mAh/cm2）的15倍！

9.超高能量密度鋰空氣電池

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“新能源汽車”重點(diǎn)專項(xiàng)2016年度立項(xiàng)項(xiàng)目“長續(xù)航動(dòng)力鋰電池新材料與新體系研究”取得重要進(jìn)展，研究團(tuán)隊(duì)圍繞鋰空氣電池雙功能電催化劑材料、高容量空氣正極材料、高安全性氣密性雙面保護(hù)金屬鋰負(fù)極材料，以及高化學(xué)穩(wěn)定性電解質(zhì)四大關(guān)鍵材料進(jìn)行研發(fā)，開發(fā)出固態(tài)鋰空氣電池從材料匹配到原型器件集成的新技術(shù)。研究成果初步解決了實(shí)現(xiàn)固態(tài)鋰空氣電池的核心科學(xué)問題，成功示范了固態(tài)鋰空氣電池的可行性，將“固態(tài)鋰空氣電池”由概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

10.瀝青造新型鋰離子電池—滿電只需5分鐘

美國萊斯大學(xué)的研究人員從瀝青中提取了碳物質(zhì)，然后將其與石墨納米帶混合，并且在外面涂上一層鋰金屬。這種電池充電速度可以達(dá)到商品化鋰離子電池的10-20倍，同時(shí)瀝青能夠阻止電池內(nèi)形成縮短電池壽命的沉積物。據(jù)稱，這種電池從零充到滿電只需要5分鐘，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它種類的鋰電池，且更安全，可以阻止鋰樹突的形成。