“下一代主要性能指标包括：高能量密度、高功率密度、高安全性、长寿命、极端环境适应性和低成本，使产业面临四大挑战，需解决材料、界面、传输、系统四个层次的关键科学问题。”

　　【电池中国 11月10日 遂宁讯】由中国有色金属工业协会、中国化学与物理电源行业协会、电池中国网联合四川省经济和信息化厅、四川省经济合作局、遂宁市人民政府共同举办的“2022中国(遂宁)国际锂电产业大会暨新能源汽车及动力电池国际交流会”11月9-10日在遂宁召开。

　　中国科学院院士孙世刚在11月9日上午的主论坛上，就“新能源汽车动力电池发展与挑战”作主旨发言。

　　在“双碳”目标叠加能源转型升级背景下，近年来，全球新能源车及储能领域呈现跨越式发展，孙世刚院士表示，“随着新能源车和储能产业进一步快速增长，对动力和储能电池性能提出越来越高的要求和新的挑战。”

　　“下一代主要性能指标包括：高能量密度、高功率密度、高安全性、长寿命、极端环境适应性和低成本。”孙世刚院士指出，为了不断优化主要性能指标，产业面临四个重大挑战：

　　一是锂资源严重受限制。

　　一方面，我国锂资源需求量高，另一方面，我国锂资源以盐湖为主，锂含量低，镁锂比高，提取难度大，70%的锂依赖进口，亟需发展新的材料体系。

　　二是能量密度接近理论极限。

　　为提高防御半径，鱼雷、无人机等武器装备的航速和航程亟待提升，需要大幅度提高电池的能量和功率密度，但是能量密度的理论极限远不能满足发展重大需求。

　　三是发生安全性能事故。

　　过充、析锂等情况引发的热失控问题，仍是产业发展难点、痛点。

　　四是极端环境中应用受限。

　　低温环境往往造成电解液黏度增大，离子迁移慢，充放电能量急剧衰减;高温环境下正负极界面膜不稳定，导致材料结构破坏，产气易爆。因此，在无人机、航天空间站、深潜器等应用场景需要具备更宽的温度适应性能。

　　应对上述挑战，孙世刚院士指出，“需解决材料、界面、传输、系统四个层次的关键科学问题。”其中，“提升能量密度，可以从高容量、低电压负极和高容量、高电压正极着手。”

　　在提升安全性能方面，孙世刚院士分享了强化“三传”过程的研究进展。“强化锂离子传输通道，维持材料微观尺度下的结构稳定;强化电子传输通道，维持电极和电池的导电网络;强化电池热传出，抑制电池热失控，提高电池安全性能。”

　　面向下一代电池路线，孙世刚院士还介绍了锂-硫电池、锂-空气电池、钠电池、有机电池的优缺点和发展瓶颈。

　　其中，对于目前有望产业规模化的钠电池，孙世刚院士指出，储钠新材料、新型电解液、新体系等亟待突破。

　　而作为新能源汽车用的另一种电池，氢燃料电池在我国也获得显著发展，但氢燃料电池铂基催化剂被少数几家国际公司垄断。孙世刚院士强调，“要适应我国氢燃料电池汽车工业的快速发展，研发催化活性和稳定性更高的催化剂并实现商品化应用是关键!”

　　在相关催化剂研究中，“构筑分子选择性通道，开辟抗CO毒化催化剂设计制备是一个新的研究方向。”孙世刚院士还分享了催化剂的其他研究进展。

　　最后，孙世刚院士表示，无论是动力/储能，还是氢燃料电池，都面临不断提升能量密度、功率密度、安全性、使用寿命、极端环境适应性和降低低成本的重大需求和挑战，亟需产学研协同攻关，解决关键科学问题、突破技术瓶颈。