因此,筆者認為,鋰電池未來發(fā)展方向應該瞄準動力電池、儲能電池,在競爭對手尚未發(fā)展起來的機遇期,通過提高電池比能量、降低生產成本、增加循環(huán)次數(shù),積極占領汽車動力市場,拓展儲能市場,擠占鉛酸電池市場空間,利用產業(yè)化優(yōu)勢對燃料電池、液流電池等新型電池產業(yè)化進程造成影響,進而搶占有利競爭地位。
要實現(xiàn)上述目標,最根本還在于鋰電池實現(xiàn)革命性變化。從當前鋰電池的材料結構看,正極材料已經成為制約其性能提升的最關鍵因素。
不管是現(xiàn)在已經產業(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,相對于負極材料而言;二是實際比能量和理論值還有較大差距;三是鋰電池充電時間過快的話就易造成正極材料結構發(fā)生變化。因此,筆者認為要實現(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)開發(fā)全新的正極材料,具備工作電壓高、理論和實際比能量高、溫度特性好、材料來源豐富、循環(huán)壽命長、安全可靠、成本較低等特性,從材料特性以及過往的正極材料研究歷史看,要實現(xiàn)這一點難度非常之大,10年、20年內完成的可能性極低。
二是充分發(fā)揮現(xiàn)有正極材料的潛力,創(chuàng)造性運用以納米技術為代表的新材料制備技術以及碳納米管、石墨烯等新材料,通過對現(xiàn)有正極材料改性、包覆等手段,改進現(xiàn)有正極材料制備工藝,解決當前正極材料存在的實際比能量低、充電時間長、生產成本高等問題,加快鋰電池在動力市場、儲能市場的應用。
筆者認為第二種方法實現(xiàn)的可能性較大,一是它不需要對現(xiàn)有鋰電池材料體系做大的改變,只需要細微調整,難度低、時間短;二是納米技術等新技術和碳納米管、石墨烯等新材料正在不斷成熟,為其在鋰電池中的應用奠定了很好的基礎。
一旦正極材料實現(xiàn)突破,也必然要求鋰電池整個材料體系發(fā)生變化,只有這樣才能實現(xiàn)鋰電池性能根本性提升。當然,隔膜、電解液要實現(xiàn)突破也是存在難度的,相較而言,負極材料突破的難度就小得多。另外,電池制備技術和電池成組技術進步也是必要的,這也是提升鋰電池比能量以及降低成本的重要因素。