縱觀現(xiàn)今的新能源汽車市場，種類繁多，但究其關(guān)鍵核心部件還是在于汽車的能源儲存設(shè)備。而電池儲能容量是目前研究的最大瓶頸：在正電極上，硫黃的儲能容量較大；在負(fù)電極上，硅和金屬鋰的儲能容量較大，這個問題需要通過對電極材料的選擇來解決。因此必須嘗試采用這些潛在的可能材料去構(gòu)建下一代電動車用儲能系統(tǒng)。對此，南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院介觀化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授金鐘教授介紹了電動車用儲能新型材料與器件的研究現(xiàn)狀以及未來發(fā)展方向。

　　金鐘表示：國家對新能源汽車動力技術(shù)的研究早已有了較好規(guī)劃和明確指標(biāo)，但依靠現(xiàn)有鋰電池技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)。鋰離子電池從工作原理上受到性能限制，無法實(shí)現(xiàn)革命性突破。因此若想真正將電動汽車技術(shù)再向前推進(jìn)一步，必須拋開鋰電池轉(zhuǎn)而研發(fā)新型電池技術(shù)。電池的能量密度和充電樁速度是我們需要推進(jìn)的兩個關(guān)鍵指標(biāo)，除此之外還需考慮安全性、溫度、技術(shù)成熟度以及成本等指標(biāo)。

　　對此，金鐘教授進(jìn)一步介紹了下一代儲能器件的六個可選項(xiàng)。

　　第一個選項(xiàng)是硅碳負(fù)極材料。它的容量最高，但充放電過程中的體積膨脹以及脹氣問題嚴(yán)重，我國研究院仍處于攻堅(jiān)階段。

　　第二個選項(xiàng)是超級電容器。它的充放電速度非常快，幾秒鐘的時間便能充滿電量，且循環(huán)壽命長，耐溫性好，安全性高，免維護(hù)，成本低，是一個非常有前景的新型儲能器件。

　　第三個選項(xiàng)是鋰硫電池。它的正極采用硫黃儲存能量，負(fù)極采用金屬鋰儲存，以此達(dá)到一種超大容量的存儲狀態(tài)。由于硫的價格極低而儲量豐富，這種儲能技術(shù)有著很大前景。但同時其仍然存在充放電速度、循環(huán)壽命以及安全性、耐溫性等問題需要解決。

　　第四個選項(xiàng)是更新一代的全固態(tài)電池，它的安全性和容量密度非常高，循環(huán)壽命很長，但仍需解決充放電速度較慢的問題。

　　第五個選項(xiàng)是更新一代的概念技術(shù)：使用一些非鋰的活潑金屬去替代資源稀缺而價格昂貴的鋰，例如鈉電池、鎂電池、鋁電池等。這些電池技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，但前景非常明朗。

　　最后一個選項(xiàng)是金屬鋰空氣電池，電池負(fù)極采用金屬鋰材料，然后搭配空氣作為正極使用，以提高能量密度。目前還處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到商業(yè)化利用程度。

　　總體來看，電動車儲能電池和技術(shù)路線可以分為三個步驟：近期先改善現(xiàn)有鋰離子電池，使用超級電容器替代鉛酸電池用于一些小型、短途物流車；中期必須研發(fā)鋰硫電池、全固態(tài)電池這些新型電池系統(tǒng)；長期目標(biāo)是關(guān)注鈉、鎂、鋁、這些非鋰的電池以及金屬鋰空氣電池，作為電化儲能的終極研究目標(biāo)。