近年來在國家多項政策的引領(lǐng)和支持下，新能源汽車行業(yè)飛速發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計，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，電機和電池管理系統(tǒng)，其發(fā)展的根本仍然是汽車動力的源泉——電池！

目前的電池是特殊材料制造的儲能設(shè)備，其儲存電能的容量有限，現(xiàn)在已經(jīng)達到現(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行了大量研究實驗。小編從2017年各大機構(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

浙江大學科學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，同時保持較高的比電容量，驗室數(shù)據(jù)是1.1秒就能充滿電，比電容量損失輕微。未來如果用到手機上，充電5秒鐘通話2小時是完全可能的。

2.鈦鈮氧化物負極材料電動車專用鋰電池

日本東芝公司宣布開發(fā)出新一代電動車專用鋰電池，與一般采用石墨作為負極材料的鋰電池不同，這種鋰電池使用鈦鈮氧化物作為負極材料，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

美國科學家通過用銦涂覆鋰電極制造出更強大，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，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-鋰復合電極在超過250個循環(huán)中表現(xiàn)穩(wěn)定，能夠保留其容量的大約90％。

4.鋰離子電池硅負極重大進展！

韓國科學技術(shù)院報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”開啟鋰電新時代

美國斯坦福大學材料科學與工程系崔屹教授所在的課題組研發(fā)出一種鋰合金/石墨烯箔片負極，該負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.新型鋰電池負極材料無需粘接劑

中國科學技術(shù)大學宋禮等人通過簡便的溶劑熱法合成出MoSe2/SWCNTs復合材料，作為鋰離子電池負極，無需粘結(jié)劑，表現(xiàn)出優(yōu)越的電化學性能。在鋰離子電池負極制備過程中，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)與材料研究機構(gòu)（NIMS）發(fā)布研究報告稱，已成功將碳納米管用于鋰空氣電池的空氣電極，實現(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)化空氣電極細微構(gòu)造，單位面積蓄電量達到30mAh/cm2，相當于目前鋰離子電池（2mAh/cm2）的15倍！

9.超高能量密度鋰空氣電池

國家重點研發(fā)計劃“新能源汽車”重點專項2016年度立項項目“長續(xù)航動力鋰電池新材料與新體系研究”取得重要進展，研究團隊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金屬鋰負極材料，以及高化學穩(wěn)定性電解質(zhì)四大關(guān)鍵材料進行研發(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現(xiàn)固態(tài)鋰空氣電池的核心科學問題，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。

10.瀝青造新型鋰離子電池—滿電只需5分鐘

美國萊斯大學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到商品化鋰離子電池的10-20倍，同時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，遠遠超過其它種類的鋰電池，且更安全，可以阻止鋰樹突的形成。