1.2 研发及产业化、主要研发企业

国际方面，松下、三星SDI、LG化学等企业高镍三元电池已经实现量产（松下镍钴铝三元材料电池配套特斯拉车型，镍、钴、铝比例为8:1.5:0.5，单体电芯能量密度为300 Wh/kg）。

国内方面，目前企业普遍在研发三元材料622体系、811体系技术，尚未大规模量产。宁德时代、比亚迪、力神、国轩高科等行业领先企业在高镍三元锂电池研发方面已取得进展。比亚迪、中航锂电、比克电池的正极材料采用高镍三元材料，负极材料选用纳米硅材料体系,2020年能量密度拟提升到300Wh/kg。宁德时代高能量密度电芯采用高镍三元/硅碳材料体系, 计划2020年达300Wh/kg。国轩高科、中电力神、亿纬锂能的高能量密度电芯采用高镍三元正极和硅基负极材料体系 ,计划2020年达300Wh/kg。

2 硅碳负极材料

2.1 技术原理、优缺点

纳米硅与石墨形成的硅碳负极材料，能够有效提升锂电池的克容量，进一步实现更高的能量密度。从目前已产品化的硅碳负极材料性能来看，相比于石墨负极材料而言，硅碳负极材料最大的优势在于比容量的提升。硅碳负极材料的最低比容量均都超过石墨负极材料的理论比容量。石墨的理论能量密度是372 mAh/g，硅负极的理论能量密度高达4200mAh/g。

尽管如此，硅碳负极材料目前仍存在缺点，一是硅体积在充放电的过程产生体积膨胀100%～300%，一定程度上影响电导率。二是硅为半导体，导电性与石墨存在差距，在锂离子脱嵌过程中不可逆程度大，首次库伦效率发生下降。

2.2 研发及产业化、主要研发企业

国际方面，特斯拉Model 3使用硅碳负极的动力电池，电池容量达到了550mAh/g以上，能量密度达到300Wh/kg。日本GS汤浅研发的硅基负极锂离子电池，已应用于三菱等知名品牌汽车；日立集团麦克赛尔公司已研发出高容量硅负极锂电池。

国内方面，宁德时代、国轩高科、比亚迪、比克、力神、中航锂电等企业已经在硅碳负极电池研发方面取得进展。同时国内负极材料生产企业均在硅碳负极领域有所布局，贝特瑞、紫宸等企业已率先推出多款硅碳负极材料已纳入上述动力电池研发体系，杉杉能源已将硅碳负极材料进行产业化。硅碳新型负极材料已成为电池和材料企业产品研发的主攻方向。

3 固态电解质

3.1 技术原理、优缺点

固态电池，是一种应用固体电极和电解质的电池。目前包括全固体锂电池、锂空气电池等（金属锂与氧进行可逆反应）。全固态锂电池是锂电池的一种创新体系。一是电芯中业态电解质含量逐渐下降，固液混合电解质逐步替代液态电解质，并最终发展成为全固态电解质。电解质主要包括两大类，一类是有机聚合物固态电解质，一类是无机聚合物固态电解质。其中的固态电解质不同于传统的锂电池业态电解质，具有高离子电导率、高离子迁移数、机械性能好、热稳定性好，具有良好的兼容性。

固体电解质相比液态电解质稳定性好，电极材料不会溶解。更多较高电化学稳定性的固体材料电解质正在研究，未来正负极材料正朝着更高电压、更大电流容量密度方向发展。但与此同时，固态电池的产业化发展存在成本较高，阻抗和电导率导致充电倍率偏低，以及电极与电解质界面阻抗过大等缺点。

3.2 研发及产业化、主要研发企业

国际方面，丰田在固态电池领域具有较长的研究历史，其锂硫体系电池已在美国成功申请专利，该体系最大特点在于良好的热稳定性和安全性，成为最具产业化发展的技术路线。Solid Power公司则采用锂金属作为负极技术路线，研发更高能量密度的产品，并于宝马公司开展产业化合作。此为，三星SDI、现代集团、日立集团、法国Bolloré、美国Sakti3等公司也在固态电池自主研发方面取得进展，力求早日实现产业化。

国内方面，中科院宁波所以锂金属负极和锂硫体系为方向，研究不同电解质体系的高安全性、高倍率性固态电池。中科院青岛能源与过程研究所提出离子导电聚合物体系，该体系由高分子聚合物和锂盐构成，该体系对结构的力学强度有明显提升。此外，宁德时代、中电力神、赣锋锂业、国能电池等国内企业已开展400Wh/kg以上高能量密度固态电池研发和制造工艺研究，固态电池替代当前锂电池的产业化进展逐渐加快。

结 论

本文从产业、市场、技术等方面详细分析了我国锂离子动力电池产业化的发展现状，并从产业和技术角度分析了我国动力电池产业化的发展趋势，探讨了我国动力电池在产业结构、发展质量、技术研发、国际发展等方面情况，最后指出我国锂离子动力电池产业化发展的路径。我国动力电池市场需求巨大，但行业竞争日益激烈，行业洗牌和整合正在进行，市场将进一步向优势企业集中。在产业化发展的过程中，动力电池产业主体必须将产品性能和安全性放到首位，不断加强新材料体系动力电池研发和制造工艺创新能力建设，只有拥有足够产品研发实力及规模化生产能力、把握产业化发展方向的主体才能在未来竞争中立于不败之地。