近日，有媒體報道，電動汽車制造商菲斯克（Fisker）剛剛申請了一項固態電池專利，這項專利使得電動汽車的續航能力提高到令人震驚的804公里，充電時間也縮短到一分鐘。

在國內，動力電池作為發展電動汽車的核心部件之一，一直是電池領域研究的熱點。在2016年啟動的國家重點研發計劃新能源汽車重點專項中，中國科學院物理研究所清潔能源實驗室負責的“長續航動力鋰電池新材料與新體系研究”項目，旨在研發高能量密度、高安全性鋰電池以提高電動汽車續航里程，項目提出的研究鋰離子電池、半固態鋰硫電池、固態鋰空氣電池三種長續航動力鋰電池，或將成為我國新能源汽車的未來之芯。

挑戰電池極限能量密度

提高動力電池電芯能量密度達到400Wh/kg以上，將有利于顯著提高電動汽車的續駛里程。以北汽EV200為例，400Wh/kg電芯，相當于800Wh/L以上體積能量密度。保持現有電池包體積和每噸百公里電耗不變，一次充電不僅可以續航620公里；還可以降低成本、延長使用壽命，解決目前電動汽車與燃油車性能之間的較大差異。

作為國家新能源汽車動力電池研發整體布局的一個重要環節，該項目的任務是在產業鏈最前端開發400Wh/kg以上能量密度的新型電池，積累高能量密度電池的關鍵基礎科學問題的認識與關鍵技術，并為企業同步開發300Wh/kg電芯提供重要參考依據和指導意見。

“長續航動力鋰電池新材料與新體系研究”研發團隊就是在該項目中承擔挑戰電池極限能量密度的任務。

量產電芯能量密度300Wh/kg可實現

記者從企業申報的公開研發方案中發現，對于300Wh/kg的鋰離子動力電池路線，有項目團隊選擇了高鎳正極和納米硅碳負極。

從最近的進展看，量產電芯能量密度達到300Wh/kg的技術指標可以實現。

在近期的新體系電池研究方面，“長續航動力鋰電池新材料與新體系研究”研發團隊采用的富鋰材料為正極，硅碳材料為負極的電芯能量密度達到了348Wh/kg，而以富鋰材料為正極、金屬鋰為負極的電芯比能量達到573Wh/kg；鋰硫電池比能量達到600Wh/kg；一次鋰空電池比能量達到780Wh/kg。

超過300Wh/kg的高能量密度電池的開發，負極含有金屬鋰是一個重要的共性技術。一些研究團隊提出采用固體電解質或混合固液電解質，來解決使用或含有金屬鋰負極的電池面臨的主要技術挑戰。

中國科學院在2013年11月布局了中國科學院戰略先導A類項目，該項目同時支持了固態電池的開發，其中三個團隊分別在聚合物、硫化物和原位固態化技術方面取得了進展。