“进一步开发包括锂离子电池、锂硫电池等在内的液态和固态工艺，是实现动力电池500Wh/Kg能量密度目标的必要策略。”

福州大学材料科学与工程学院院长、加拿大皇家科学院、加拿大工程院及工程研究院院士张久俊，在第七届动力电池应用国际峰会(CBIS2022)上如是说。

会上，张久俊在《高能与锂硫电池发展：现状、挑战、前景》的主旨发言中聚焦痛点，分析了下一代电池的发展趋势及其团队相关研发成果。

据张久俊介绍，“目前全球汽油和柴油汽车总量约为18亿辆，在“双碳”背景下，汽车行业将加快能源转型的步伐，预计到2040年，全球电动汽车数量将达到6亿辆。这也意味着其核心组件——动力电池，将继续保持高速增长态势。”

就目前动力电池存在的主要问题，张久俊指出需要从能量密度、功率密度、安全特性、循环寿命、日历寿命、自放电表现、快充性能、温度范围、资源环境影响、成本这十个方面进行改善。

其中，张久俊强调，“对于动力电池而言，能量密度是研发最关注的指标之一，也被认为是技术更新换代的一个重要标志。”

2022年动力电池能量密度超过300Wh/kg，据张久俊介绍，有研究预测到2030年将达到500Wh/kg，这个指标也是目前锂离子电池行业奋斗的一个目标。

就下一代动力电池的发展趋势，张久俊表示，从下一代发展路线图看，目前主流电池技术包括液态磷酸铁锂、三元等，到2025年可能是固态电池、锂硫电池等，未来锂空电池也有发展空间。到2030年电池能量密度将达500Wh/kg，系统能量密度将达300Wh/kg，价格将达到60元/kWh，循环寿命达到3400次。

张久俊表示，高能量密度的全固态是未来发展的一大趋势。全固态的研发主要包括固态氧化物、固态电解质、硫化物固态电解质、聚合物电解质，以及界面这四个方面，但目前来看，实现大规模产业化难度不小。

在未来可能达到500kWh/kg能量密度的中，张久俊认为除了全固态电池，还有锂硫电池、锂空电池、锂二氧化碳电池等。

其中，张久俊重点介绍了锂硫电池，“锂硫电池正极材料是硫复合物，隔膜、电解质和负极是金属锂，或者预锂化的负极，总体结构和锂离子电池相似。”

张久俊指出锂硫电池四大焦点问题：硫的电导率较低；正极充放电时硫的体积发生膨胀；反应产生硫化锂化合物或聚合物，出现穿梭效应使得锂电极失效，电池性能衰减；锂负极安全性不足。为了改善上述问题，张久俊介绍了团队在硫正极、隔膜、电解质、负极领域的研究成果。

张久俊表示，“提高电池能量密度和寿命是电池开发的研究重点，探索低成本高性能电池电解质材料是关键因素，安全性依然是电池技术的重中之重。未来，锂硫电池也有望达到500kWh/kg目标，或将加速实现产业化。”