1.2 研發及產業化、主要研發企業

國際方面，松下、三星SDI、LG化學等企業高鎳三元電池已經實現量產（松下鎳鈷鋁三元材料電池配套特斯拉車型，鎳、鈷、鋁比例為8:1.5:0.5，單體電芯能量密度為300 Wh/kg）。

國內方面，目前企業普遍在研發三元材料622體系、811體系技術，尚未大規模量產。寧德時代、比亞迪、力神、國軒高科等行業領先企業在高鎳三元鋰電池研發方面已取得進展。比亞迪、中航鋰電、比克電池的正極材料采用高鎳三元材料，負極材料選用納米硅材料體系,2020年能量密度擬提升到300Wh/kg。寧德時代高能量密度電芯采用高鎳三元/硅碳材料體系, 計劃2020年達300Wh/kg。國軒高科、中電力神、億緯鋰能的高能量密度電芯采用高鎳三元正極和硅基負極材料體系 ,計劃2020年達300Wh/kg。

2 硅碳負極材料

2.1 技術原理、優缺點

納米硅與石墨形成的硅碳負極材料，能夠有效提升鋰電池的克容量，進一步實現更高的能量密度。從目前已產品化的硅碳負極材料性能來看，相比于石墨負極材料而言，硅碳負極材料最大的優勢在于比容量的提升。硅碳負極材料的最低比容量均都超過石墨負極材料的理論比容量。石墨的理論能量密度是372 mAh/g，硅負極的理論能量密度高達4200mAh/g。

盡管如此，硅碳負極材料目前仍存在缺點，一是硅體積在充放電的過程產生體積膨脹100%～300%，一定程度上影響電導率。二是硅為半導體，導電性與石墨存在差距，在鋰離子脫嵌過程中不可逆程度大，首次庫倫效率發生下降。

2.2 研發及產業化、主要研發企業

國際方面，特斯拉Model 3使用硅碳負極的動力電池，電池容量達到了550mAh/g以上，能量密度達到300Wh/kg。日本GS湯淺研發的硅基負極鋰離子電池，已應用于三菱等知名品牌汽車；日立集團麥克賽爾公司已研發出高容量硅負極鋰電池。

國內方面，寧德時代、國軒高科、比亞迪、比克、力神、中航鋰電等企業已經在硅碳負極電池研發方面取得進展。同時國內負極材料生產企業均在硅碳負極領域有所布局，貝特瑞、紫宸等企業已率先推出多款硅碳負極材料已納入上述動力電池研發體系，杉杉能源已將硅碳負極材料進行產業化。硅碳新型負極材料已成為電池和材料企業產品研發的主攻方向。

3 固態電解質

3.1 技術原理、優缺點

固態電池，是一種應用固體電極和電解質的電池。目前包括全固體鋰電池、鋰空氣電池等（金屬鋰與氧進行可逆反應）。全固態鋰電池是鋰電池的一種創新體系。一是電芯中業態電解質含量逐漸下降，固液混合電解質逐步替代液態電解質，并最終發展成為全固態電解質。電解質主要包括兩大類，一類是有機聚合物固態電解質，一類是無機聚合物固態電解質。其中的固態電解質不同于傳統的鋰電池業態電解質，具有高離子電導率、高離子遷移數、機械性能好、熱穩定性好，具有良好的兼容性。

固體電解質相比液態電解質穩定性好，電極材料不會溶解。更多較高電化學穩定性的固體材料電解質正在研究，未來正負極材料正朝著更高電壓、更大電流容量密度方向發展。但與此同時，固態電池的產業化發展存在成本較高，阻抗和電導率導致充電倍率偏低，以及電極與電解質界面阻抗過大等缺點。

3.2 研發及產業化、主要研發企業

國際方面，豐田在固態電池領域具有較長的研究歷史，其鋰硫體系電池已在美國成功申請專利，該體系最大特點在于良好的熱穩定性和安全性，成為最具產業化發展的技術路線。Solid Power公司則采用鋰金屬作為負極技術路線，研發更高能量密度的產品，并于寶馬公司開展產業化合作。此為，三星SDI、現代集團、日立集團、法國Bolloré、美國Sakti3等公司也在固態電池自主研發方面取得進展，力求早日實現產業化。

國內方面，中科院寧波所以鋰金屬負極和鋰硫體系為方向，研究不同電解質體系的高安全性、高倍率性固態電池。中科院青島能源與過程研究所提出離子導電聚合物體系，該體系由高分子聚合物和鋰鹽構成，該體系對結構的力學強度有明顯提升。此外，寧德時代、中電力神、贛鋒鋰業、國能電池等國內企業已開展400Wh/kg以上高能量密度固態電池研發和制造工藝研究，固態電池替代當前鋰電池的產業化進展逐漸加快。

結 論

本文從產業、市場、技術等方面詳細分析了我國鋰離子動力電池產業化的發展現狀，并從產業和技術角度分析了我國動力電池產業化的發展趨勢，探討了我國動力電池在產業結構、發展質量、技術研發、國際發展等方面情況，最后指出我國鋰離子動力電池產業化發展的路徑。我國動力電池市場需求巨大，但行業競爭日益激烈，行業洗牌和整合正在進行，市場將進一步向優勢企業集中。在產業化發展的過程中，動力電池產業主體必須將產品性能和安全性放到首位，不斷加強新材料體系動力電池研發和制造工藝創新能力建設，只有擁有足夠產品研發實力及規模化生產能力、把握產業化發展方向的主體才能在未來競爭中立于不敗之地。