動力電池作為電動汽車的核心部件，它的性能影響著整車的速度、續(xù)駛里程等諸多方面，所以一直以來，對電池技術(shù)的研討從未停止過。由于不同材料對電池性能的影響，究竟哪種材料才是最適合車用的動力電池更是業(yè)內(nèi)熱議的焦點，也是攻關(guān)難點。
作為“十二五”國家863計劃電動汽車轉(zhuǎn)向總體組專家的黃學(xué)杰主要從事鋰二次電池及其相關(guān)材料、工藝和裝備技術(shù)的研究。他認為，動力電池在我國的發(fā)展主要有兩條技術(shù)路線，分別針對商用車和乘用車，商用車主要選擇磷酸鐵鋰電池，預(yù)計今年能突破160 Wh/kg;而乘用車因為對比能量有較高要求，所以三元材料電池受到更多青睞。
然而，這樣的比能量并不能滿足人們對更長續(xù)駛里程的要求，所以人們還在不斷嘗試不同的材料。據(jù)悉，除了鈷酸鋰在手機上應(yīng)用以外，其他錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料、高鎳富鋰等都在不同程度上擁有一定的優(yōu)勢。
其中，NCA三元材料由于其單體比能量高，儲存壽命長，特斯拉配備的正是NCA電池。不過，NCA的循環(huán)壽命較低和其安全性能較差的問題引起了人們的注意。雖然單體比能量高，但成組后的比能量卻大幅降低。
為了保證更長的續(xù)駛里程，則必然需要更多量的單體，那么在安全方面就會產(chǎn)生一定的隱患。
黃學(xué)杰對上述幾種材料的電池進行了比較：鈷酸鋰雖然性能良好，但成本很高，所以只應(yīng)用于手機中;錳酸鋰成本較低，目前在商用車領(lǐng)域需求較多，但其比能量較低，所以低速車、兩輪車比較適用。
綜合比較來看，磷酸鐵鋰循環(huán)壽命長、安全性、穩(wěn)定性強，成本也正在逐漸降低，所以依然是目前的主流選擇。
對于這一觀點，艾新平持同樣態(tài)度。他堅決反對為增加續(xù)駛里程而盲目增加電池重量的做法，因為這會導(dǎo)致車輛整體重量上浮，能耗也隨之升高，反而使得電動汽車不環(huán)保，且這種做法導(dǎo)致成本也大幅度增加，不利于市場推廣。
動力電池總體的發(fā)展方向，必須在滿足安全性、長壽命、循環(huán)壽命等指標(biāo)下大幅度提升比能量。所以，綜合比較各種材料電池，鋰離子電池仍是動力電池發(fā)展的重點。
黃學(xué)杰提出，磷酸鐵鋰?yán)^續(xù)研發(fā)的重點不是材料本身的改進，而是在于電池的設(shè)計以及配套的負極材料方面。在他看來，磷酸鐵鋰經(jīng)過這些年的發(fā)展，已經(jīng)形成了年產(chǎn)10萬噸以上的產(chǎn)能，材料技術(shù)已經(jīng)非常成熟。接下來，如何給磷酸鐵鋰配負極材料，能更好地發(fā)揮其優(yōu)良性能，成為需要業(yè)界解決的問題。
以兩種材料為例，一種是可以在低溫下快速充電的，另一種是可以有更高比能量的。低溫下可以快充的是石墨烯材料，擁有較高比能量的是硅碳材料，且必須是納米級的硅。
不難看出，想要提高磷酸鐵鋰的比能量，就必須解決硅負極的循環(huán)庫倫效率低和富鋰錳基的電壓衰減問題，才有望研發(fā)出比能量突破400Wh/kg的先進鋰離子動力電池。
而從長遠眼光來看，革新型鋰離子電池較鋰硫、鋰空更具有現(xiàn)實可行性。他提出，開發(fā)基于陰離子電荷補償機制的高容量富鋰氧化物正極(≥350mAh/g)，可以發(fā)展出比能量大于500Wh/kg的動力電池。
艾新平強調(diào)安全性決定了高比能量電池裝車應(yīng)用的前景，發(fā)展自發(fā)熱控制技術(shù)和全固態(tài)電池是可行的解決方案，所以必須要加緊攻關(guān)。而高載量電極是實現(xiàn)電池高比能的基礎(chǔ)，根據(jù)極化模型，開發(fā)梯度孔率電極，對于高比能電池發(fā)展具有重要作用和意義。
目前新一代的磷酸鐵鋰電池單體的比能量已經(jīng)可以達到175Wh/kg，成組后能夠滿足商用車150Wh/kg的要求。隨著技術(shù)水平不斷提高，到2020年磷酸鐵鋰電池包實現(xiàn)180Wh/kg的目標(biāo)值得期待，且還有更大的發(fā)展空間。此外，磷酸鐵鋰不僅在中國的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)比較雄厚，更重要的是，其在商用、儲能方面也有應(yīng)用空間。
艾新平表示，固態(tài)電池是未來的必然趨勢，而固態(tài)電池對抗氧化能力、低溫導(dǎo)電率等都有較高要求，而現(xiàn)在流行的三元材料、鈷酸鋰等都無法實現(xiàn)，只有磷酸鐵鋰電池能夠滿足。
