美国钠离子电池初创公司发布商业化方案 志在推翻动力存储格式 (美国钠离子电池最新进展)

媒体7月18日讯（编辑 赵昊）外地时期周三（7月18日），美国储能初创公司Peak Energy宣布，其成功了A轮融资，筹集了5500万美元。

资讯稿显示，这轮融资由淡马锡旗下的早期深度科技投资平台Xora Innovation领投，作为现有投资者的知名风险投资公司Eclipse Ventures和战略协作同伴TDK Ventures也介入其中。

Peak Energy还在声明中宣布了商业化方案，公司方案于2025年交付首批系统，本次融资的部分资金将用于建造一家美国工厂，估量该工厂将于2026年末尾投产。

近几年，锂离子电池的增长势头微弱，在便携式电子设备和新动力汽车中占据主导位置，构成较为完备的产业链。但锂离子电池的短板也很清楚，其中最突出的就是锂的稀缺性形成的本钱偏高。

2022年时锂价大幅攀升，引发了供应链担忧，推进外界末尾探求替代锂的机遇，而Peak Energy专注的钠离子电池技术就是其中之一。相关于锂来说，钠离子较容易取得，而且比锂廉价得多。

与此同时，钠离子电池有更好的安保性和高温性能，循环寿命也较高。Peak Energy结合开创人兼首席行动官Landon Mossburg指出，“与锂离子电池的8000次相比，它们可以继续多达15000次循环。”

不过，钠离子电池在能量密度方面不及锂离子电池，似乎难无机遇在电动汽车上替代锂，但在储能方面或许会提供更具性价比的处置方案。Mossburg称，钠离子电池将是大规模储能的一大提高。

Mossburg在声明中写道，随着人工自动引领动力需求的增长，“我们肯定运行可再生动力的潜力。”他还表示，由钠离子驱动的公用事业规模存储将是确保在弹性、脱碳电网上取得成功的答案。

据了解，Peak Energy的高管团队中许多人拥有清洁动力背景，曾区分任职于特斯拉、SunPower等与绿色动力有关的公司，Landon Mossburg也曾在欧洲“电池一哥”Northvolt中担任高管。

去年，Northvolt宣布公司钠离子电池技术在能量密度方面取得了严重打破，其研制的钠离子电池峰值能量密度逾越每公斤160瓦时，并且不含锂、镍、钴和石墨。

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如何处置电能危机？从探求新型发电方式角度剖析

【动力人都在看，点击右上角加关注】本文为《国度迷信评论》（National Science Review）Forum文章“A forum on batteries: from lithium-ion to the next generation”的中文版本，英文原文链接：。 2019年，诺贝尔化学奖授予了三位锂离子电池范围的先驱者：美国德克萨斯大学奥斯汀分校的约翰·古迪纳夫（John Goodenough）教授、美国纽约州立大学宾汉姆顿分校的斯坦利·惠廷厄姆（Stanley Whittlingham）教授以及日本旭化成公司的吉野彰（Akira Yoshino）先生。 经过几十年的开展，锂离子电池能量密度的优化速度已清楚放缓，并逐渐接近通常极限。 与此同时，固态电池、钠离子电池、锂硫电池、燃料电池等新型储电和发电体系加快开展，末尾为各种运行场景提供更多选项。 在此次由《国度迷信评论》（National Science Review, NSR）编委成会明掌管的论坛中，几位电池范围的专家充沛讨论了锂离子电池面临的瓶颈和开展方向，剖析和畅想了下一代电池的前景与运行，并对我国电池研讨与产业的现状启动了梳理。 锂离子电池：极限未至成会明： 有观念以为，锂离子电池的开展已接近极限，大家认同这种说法吗？李泓： 我团体不认同这种看法。 锂离子电池的性能包括多个方面：质量能量密度、体积能量密度、循环性、充放电速率、上下温顺应性、安保性等。 在这些性能中，只要质量能量密度和体积能量密度存在可以定量的通常极限。 仅以这两个目的而论，我以为也至少还要求十年的研讨，才有或许到达极限。 详细来说，锂离子电池的正极资料目前关键有四大类：钴酸锂（LiCoO2）、三元资料（Li(NiCoMn)O2）、磷酸铁锂（LiFePO4）和锰酸锂（LiMn2O4）。 其中磷酸铁锂和锰酸锂的实践能量密度曾经接近通常极限，而钴酸锂和三元资料还有开展空间。 钴酸锂和三元资料的通常容量极限是274 mAh/g，而目前曾经到达的最高水平区分在205 mAh/g和210 mAh/g左右。 经过优化，比如开发高镍、低钴或许无钴的三元资料，还可以进一步优化性能、降低本钱。 在这四大类之外，还有富锂锰基正极资料，如xLiMO2-(1-x)Li2MnO3等。 它的通常容量极限更高，在x=0时可以到达480 mAh/g。 北京大学夏定国团队的研讨结果已到达400 mAh/g，在工业上则可以做到300 mAh/g，都还可以进一步优化。 负极也相同还有开展空间。 目前常用的是石墨负极，此外还有硅负极、纳米硅碳负极等。 众所周知，硅负极的通常容量很高，可以到达4200 mAh/g，但它存在一个关键疑问，就是体积收缩较大。 假设能过度控制体积收缩，硅负极将进一步开展并取得更多的实践运行。 此外，假设开收回含锂的负极，那么正极就可以不含锂，正极资料的选择范围就会更宽，又可以发明出新的开展空间。 关于锂离子电池的其他目的，如循环性、充放电动力学性质、上下温顺应性、安保性等，我们或许还不知道极限在哪里，或许现有水平距离极限还十分悠远，所以更不能说曾经接近极限。 总之，锂离子电池是一个开放可拓展的体系，我们可以不时探求和优化新的资料、电极设计和加工工艺，从而不时优化它的能量密度和其它各项性能。 这其中要求处置的疑问还有很多，仍要求发明性的深化细致的研讨。 陈军： 锂离子电池是一个相对复杂的体系，关键由正极、负极、电解液、隔膜构成。 其中部分商业化的正负极活性资料，如钴酸锂正极、石墨负极等在容量、倍率性能等方面都已接近开展极限。 但随着新型电极资料的开发和开展， 资料的更新换代将为锂离子电池提供更大的开展空间。 目前，锂离子电池开展的关键方向是正极、负极资料容量的优化和电池综合性能的提高。 其中，选择电池容量等性能的高容量正极是中心，与之相婚配的负极、电解液及电池制备工艺技术是关键。 综合来看，近期的详细目的应该是：能量密度到达300~350 Wh/kg、较加快的充放电、满足-30~60℃的经常使用要求、常温循环寿命超越1500次、本钱0.6元/Wh（Pack）。 孙世刚： 多年以来，钴酸锂、三元资料等体系不时开展，曾经相当成熟。 但是应该留意到，在这些体系逐渐接近极限的环节中，其性能提高的速度其实是越来越慢的，也就是说，我们遇到的疑问是越来越难的。 要处置目前面临的疑问，我们或许应该回过头来，重新对这些体系中的基本迷信疑问和迷信规律启动梳理和研讨。 假设能够更好地用数学、物理模型来描画电池的运转机制，将有助于我们处置这些疑问，进一步接近极限。 同时在工业上，电池是一个系统性的产品。 有了更好的基本通常，就可以更好地预测能量密度的优化会对整个系统，包括电池的其他性能以及电池的本钱，带来怎样的影响。 成会明： 我也赞同锂离子电池还有很多开展和完善的空间。 进一步的开展可以从三个层面来展开：首先，不时改良已有的资料；其次，不时发现新的资料；第三，还可以开发新的体系，从传统的液态电池，逐渐向半固态、固态，甚至其他的电池体系开展。 锂离子电池：疑问与方向成会明： 实验室中的研讨效果经常无法在工业上顺利成功，所以从工业运行的角度来看，锂离子电池的开展空间还会更大一些。 张宏立： 确实如此。 从工业消费角度看，现有体系中还有很多要求处置的实践疑问。 首先，是刚才李泓教员提到的硅基负极的收缩疑问。 硅基负极在循环环节中的收缩会造成在电池的生命周期中，模组的预紧力会越来越大，假设预紧力最终打破了模组的设计强度，将会给产品带来灾难性的结果，这是电动汽车厂商和电池企业所不希望看到的。 第二，是高镍三元体系的安保性疑问。 高镍资料具有很高的能量密度和综合性能，但是它不如磷酸铁锂或低镍三元资料稳如泰山，其安保性是急需处置的严重应战。 第三，是磷酸铁锂技术的进一步打破。 过去，很多人都以为磷酸铁锂的性能不够高，但是作为一种无钴的正极资料，磷酸铁锂具有低本钱、高安保性、短命命等优势，而且其开展尚未到达极限，所以最近它重新失掉了整个产业链的关注。 我所在的国轩高科也从2006年创立之初就规划磷酸铁锂，目前曾经打破了铁锂单体电芯200 Wh/kg的技术水平，并仍在进一步探求优化。 第四，我们希望宽温层电解液能够有所打破。 在实践任务中，很多客户要求电池能够在宽广的地域中经常使用，即要求电池在从-40℃到80℃的区间内都具有优秀的性能，而不是只能适用于高温或许高温。 从电解液参与剂到溶剂体系都还有很大的提空中间。 最后，电池的辅佐资料仍需优化。 除正极、负极、电解液、隔膜四大主材之外，集流体、导电剂、粘结剂等隶属资料技术相同对电池全体性能的打破十分关键。 李泓： 张院长提到的几个疑问都十分关键。 首先是硅负极的体积收缩疑问。 拔出锂离子之后，硅原子的本征体积收缩是320%，这一点是无法改动的。 所以要控制体积收缩，通常只能在颗粒层面和电极层面去调整。 其次是三元资料的安保性。 我以为从实质上讲，安保疑问的出现是由于液态电解质与正、负极资料出现化学反响，进而造成热失控的结果。 所以，要处置安保性疑问，关键在于电解质的更新换代，逐渐向固态电解质开展。 当然，关于液态电解质的电池，也可以经过调控参与剂和电解质组分，或许对电极资料启动外表包覆，来使电极外表愈加稳如泰山。 此外我以为，关于三元资料，我们还要求启动更系统的机理研讨，要求在分子、颗粒、电极、电芯等各个层面上，将热、电、体积变化等要素耦合在一同，做出更明晰的解释。 此外，张院长还提到磷酸铁锂正极。 近年来磷酸铁锂电池技术的开展很好，曾经可以在某些方面与三元资料相匹敌。 下一步的开展，我想一方面是资料的调整，比如向磷酸铁锰锂开展，另一方面也要对其中的迷信疑问，比如铁锰比例对离子输运和动力学的影响做进一步的说明。 预锂化、新负极资料、固态电解质的运行也会进一步优化磷酸铁锂电池的电化学性能、安保性和单体的最大容量。 最后是辅佐资料。 其中，粘结剂关于电池的循环性能有很大影响。 电池中粘结剂的用量较少，所以要对它启动定量的表征剖析比拟困难，要在真实体系中研讨粘结剂与活性资料、导电参与剂、集流体、隔膜等的相互作用也很困难。 随着下一代新型电池的开展，粘结剂的方式也或许出现改动。 目前对它的通常和实验研讨都还相对较少。 黄云辉： 在实践运行中，要求对各种性能启动综合思索和协同优化。 这其中，安保性以及相关的热量控制和电池控制系统都十分关键，但在基础研讨中还没有失掉足够的注重。 关于电池的热量控制，除了资料自身，还可以经过辅佐手腕，借助热量控制系统和循环系统，来调理资料所处的实践温度环境，由此来拓展电池全体的温度适用范围。 孙世刚： 电池研讨一定要思索实践运行场景，以满足实践需求为目的展开。 黄教员刚刚讲到的，经过辅佐系统来拓展电池的温度极限就是这样一个例子，只要充沛思索不限于电池自身的各方面要素，才干让电池在深空、深海等极端环境中有效任务。 迷信研讨和产业通常的思索经常是不一样的。 我们做研讨，关键目的就是不时优化能量密度，但是做产业运行的人要求思索更多方面，追求综合性能。 所以，我们在基础研讨中，也应该更多地思索需求。 陈军：电池的实验室研讨和产业运行在研讨方法和关注维度等方面都存在很大差异。 另外，我国高校科研经费大部分来源于政府资金资助，极少部分来源于工业企业，有些工业企业虽然有自身的研发机构，但还亟待完善。 将高校的优势和企业的优势启动无机结合，也是未来要注重的任务。 成会明：研讨的思绪和产业化的思绪确实有很大不同。 我想请张院长讲一讲，产业界对电池技术的希冀是怎样的？张宏立： 关于新的电池技术方案，产业界的希冀关键有三点，高性能、易制造，以及面向全生命周期的设计。 首先是高性能，详细来讲，要有优秀的电化学性能、出色的安保性能、好的机械性能，以及优秀的热学性能。 在工业界，我们评价产品不是只看单一目的，而是围绕综合的雷达图，来追求综合维度上的最优解。 其次是易制造。 首先，无论一种资料多么优秀，它必要求在工艺上易成功才干真正用于工业消费。 第二，要本钱可接受，除了航天航空等特殊范围，我们的产品一定要追求物美价廉，尽量降低本钱。 第三，我们希望新的技术最好可以兼容现有的工艺设备体系，让已有投资尽量不糜费。 第四，消费效率要高，要能够在适宜的时期尺度上成功大规模制造。 此外，一定要面向全生命周期启动新产品的设计，要从设计之初就思索到未来的梯次应用、资源回收应用等疑问。 新型电池：安静生长成会明： 有哪些有潜力的新型电池？陈军： 在传统锂离子电池基础上，从久远来看，开发无机正极资料是一个或许带来打破的方向。 无机正极资料容量高、本钱低、绿色环保，可经过丰厚的系统性分子设计来构筑电极资料，还有含锂、无锂化合物的灵敏组合。 当然，目前无机正极资料还存在一定的应战，比如电导率较差、功率密度不高、在无机电解液中有一定的溶解性等。 目前基于无机正极资料的锂离子电池尚处于实验室阶段，但潜力十足。 此外，有潜力的新型充电电池有钠离子电池、水系电池、锂硫电池、金属-空气电池，其中钠离子电池、水系电池在大规模储能范围有运行前景；在电动汽车范围，要求高能量密度的电池，固态化技术是一个关键方向。 另外，作为发电技术的燃料电池已有较长的历史，机遇与应战并存。 李泓： 我不确定负极含锂的电池能否还属于锂离子电池，但是不论怎样界定，将电解质从液态换成固态都是一个很有希望的方向。 其次，钠离子电池很有潜力。 它的资料本钱很低，各方面性能也都不错，在家庭储能、规模储能、通讯基站、低速电动车等运行场景中，有希望部分替代铅酸电池和锂离子电池。 当然，还有铝、镁等其他金属的离子电池。 但是铝、镁离子电池的循环性和动力学性能很差，很难做成可以屡次充电的可逆电池，因此我团体不太看好。 此外，目前还在开展中的新型电池还有锂硫电池。 假设它的循环性可以继续提高，有望运行于无人机，或许其他注重质量能量密度，但不特别强调体积能量密度的场景中。 另外还有锂空气电池，它的研讨更难一些，可以说是集中了燃料电池、锂离子电池和金属锂电池的难点，相关的基础研讨依然处于初步阶段，还要求比拟长的时期来开展。 黄云辉： 钠离子电池确实很有希望，但在走向产业化之前，它也面临很多疑问。 首先，我们还没有真正了解哪些正、负极资料可以产业化。 其次， 虽然它的资源本钱很低，但在产业化之前，钠离子电池的全体本钱并不低。 尤其是在目前锂离子电池的本钱曾经相当低的状况下，钠离子电池如何降低本钱到足以部分替代锂离子电池的水平，还是一个很大的应战。 锂硫电池也是一样，相关研讨很多，在适宜的场景中也有很好的运行前景，但是关于它所固有的缺陷，我们还必需想方法改良。 比如，如何降低它的电解液用量以减小体积、如何提高安保性等。 孙世刚： 这些新型电池关键是两类，一类是离子电池，包括钠离子电池、镁离子电池等。 第二类是金属电池，包括锂硫电池、锂空气电池等。 其中金属电池的应战性更大，在具有高能量密度的同时也面临很多疑问，比如安保性和循环性不够好。 而我以为，由于我们对其中的基础环节了解不到位，所以很多目前的研讨思绪都不是基本性的思绪。 举例来讲，关于锂金属外表长枝晶的疑问，我们如今常用人工维护膜等物理方法来改善。 但是我以为，枝晶生长的实质是一个溶解和结晶的电化学环节，去控制成核生长环节才是最基本的方法。 当然，要控制锂金属的结晶难度很大，还要求进一步研讨锂金属负极在不同电解液中的溶解和结晶规律，从基本上找到处置方法。 所以我还是要强调，在开发新体系的环节中，基础研讨十分关键。 张宏立：关于各种新型电池体系，我们产业界也十分关心。 当然，大少数新技术距离产业化还有比拟远的距离，其中进度相对较快的或许还是半固态电池，我们希望能在这方面有所打破，之后再逐渐成功全固态。 我很认同我们公司董事长的一个提法，他以为，电池技术的提高50%依赖于资料迷信的提高，30%依赖于电池制造技术的提高，另外20%依赖于产品系统设计的提高。 这其中最关键的是资料技术的打破。 在这方面，我们公司投入了十分多的精神，并与全球的高校和科研机构积极协作。 假设在实验室中出现了基础性的严重打破，我们希望能尽快将其转化为推翻性的电池产品。 电池的制造技术包括电芯、模组和电池包的制造。 目前，我们的制造技术还不能完全满足主机厂的要求，还要求进一步降低本钱、提高安保性，并更好地与整车系统相婚配。 最后是产品系统的设计，比如最近业界频繁提到的无模组技术，能否能够真正地将整个汽车底盘做成一体化的大电池，也是努力的方向。 成会明： 我很赞同大家的观念。 首先，下一代电池能否取得打破，很大水平上取决于基本迷信疑问能否取得打破。 大家刚才提到的几种新型电池，都曾经有比拟明白的迷信疑问，可以针对这些疑问启动研讨。 其次，我们的研讨应该更明白地针对运行场景来展开。 区分不同的运行场景，选择适宜的电池体系启动针对性的研讨，可以放慢下一代电池的开展和运行。 天马行空，逾越电化学成会明： 关于下一代电池，我们或许还缺少一点天马行空、发散性的思想。 我们要求用创新性思想，来想象一下未来或许出现的全新的电池、全新的储能方式。 孙世刚： 现有的各种储能形式，关键都是经过化学能和电能之间的转换成功的。 详细来讲有两种方式，一种是电容器，将能量贮存在界面上，另一种是包括锂离子电池在内的各种电化学电池，用氧化恢复反响成性能量的存储和释放。 除了化学能，我们或容许以将生物能、物理能、光能、机械能、热能等各种方式的能量转化为电能，并贮存在电池中，从而取得打破传统电化学储能的新的储能方式。 陈军： 储能的目的是打破含能载体的时空限制，在要求的时刻以特定方式释放能量，例如以清洁、方便的电能方式启动释放。 而从能量来源的角度看，处置人类动力危机的终极方案还应该是太阳能。 目前的太阳能电池曾经有了很好的基础和积聚，或许的打破点是仿生太阳能电池，比如模拟光协作用的电池，不要求消耗低丰度、散布不均的锂、钴等资源，直接将光能和二氧化碳、水结合生成含碳、氢的资料，同时释放电能。 另外，对一些高能化学反响，经过合理设计成功对反响发生能量的控制和应用，也有或许发生新的储能方式。 李泓： 现有的储能方式是将能量以电、热、氢等方式贮存起来。 但不论是哪一种方式，只需是一个封锁的体系，体系的能量密度就是有限的，总有用尽的时刻。 最近提出了一种新的思绪，我们或容许以自创生命体，开收回有“新陈代谢”特征的、开放的储能装置。 比如，电鳗可以经过饮食来失掉能量，并将其转化为电能，只需它还活着、还能摄食，电能就可以继续发生和释放。 我们也可以开发相似特征的装置，从外界自主吸收各种能量源，并源源不时地转化为电能，这一类装置可以称为活体电池（live battery）。 例如燃料电池与逆向燃料电池（reverse fuel cell）的组合，可以依赖外界燃料的继续供应或许借助于太阳能发电而不时运转下去。 相似活体电池的研讨目前还不多，但已有一些原型性的任务，包括应用无机反响来存储能量，以及纳米动力系统方面的一些任务，也就是对环境中的机械能启动搜集和存储。 这样一个灵活开放的体系，可以不被传统电池能量密度极限所制约，成功长时期继续自主供电。 孙世刚： 这是很好的想法。 要将生物、物理等各种方式融合出去，也一定随同着资料方面的严重革新，要求将生物资料等各种资料方式融合出去。 另外，我们刚才没有着重讨论的燃料电池也确实是一种十分关键的新型电池，而且它自身就是一个开放的体系。 黄云辉： 关于电动汽车，燃料电池和锂电池是两小气向，而且二者各有优缺陷。 这二者之间也要求融合开展。 理想上，储能技术是一个十分交叉的学科，触及到资料、化学、电气、智能化制造、信息、机械甚至生物等各个范围。 最近，教育部、发改委和动力局结合提出设立储能技术专业，也是希望能够促进学科融合，培育储能范围的新型人才，从而推进该范围的开展。 等候“中国标签”成会明： 大家如何评价我国的电池研讨与产业水平？张宏立： 我们做过国产电池与日、韩电池的对标剖析，结果发现，就单体电池而言，国产单体与日韩单体的差异不大，在某些目的上，国产的甚至更抢先一些。 但是，在制造层面上，国产电池成品的分歧性、良品率清楚低于日韩电池。 这些差距来源于设备、人员、控制体系、控制规范等诸多方面的差距，是我们必需供认的客观理想。 在设备方面，我们希望我国自主研发的优质中心设备能进一步提高控制精度、稳如泰山性和稼动率，由此优化电池的全体制造工艺水平。 当然，中国也有自己的优势。 我们拥有资源优势，而且产业链十分完备，四大主材以及各种辅材的消费规模都十分可观，除满足国际需求，还可以出口海外。 我置信，假设我们能够充沛应用这些优势，一定可以成功从电池大国到电池强国的演进。 成会明：您能否详细谈谈我国四大主材的水平？张宏立： 首先是正极资料。 在磷酸铁锂资料上，中国有自己的特征，在大规模消费、制造和运行上，我们都是全球首位，但要留意，中心专利并不在我们手上。 三元正极资料方面，我们与优秀外企相比还有一定的差距，资料的分歧性、杂质控制水平等都还有待提高。 在负极资料方面，我们的消费和大规模运行都是全球抢先的，几家头部企业占据了十分大的全球市场份额。 不过，在高性能硅碳负极制造和运行技术上，我们还落后于日本的公司。 电解液方面，国际的产量很大，但是中心的电解液配方和参与剂专利大都掌握在欧美或日自己手中。 这其中存在潜在风险，是一个要求重点关注的疑问。 隔膜的状况也相似，我们在产量上是相对全球第一，占据了50%以上的全球份额，但是相同，我们不掌握原始中心专利。 所以全体来讲，我们的电池产业链十分完备，产量很大，也有具有国际影响力的龙头企业，但在中心专利方面还有缺少。 李泓： 我国的专利状况确实不容失望，以硫化物固态电池为例，60%的专利都掌握在日本企业手中。 但是另一方面，下一代的电池要求下一代的专利，所以在下一代电池渐进式开展的环节中，我们是无时机改善现无状况的。 过去十几年中，我国的多家企业研讨院都积极启动新资料的开发，专利数量也在不时增长。 高校和研讨所也十分生动，开放了少量有价值的基于新技术的专利。 孙世刚： 在基础研讨方面，我国的任务很多，也有不少任务在国际上有影响力。 但是，除了吴锋院士团队提出的多电子通常等少数效果之外，很少有能贴上“中国标签”的关键原创性效果。 过去一些年中，我国论文导向的评价体系带来了一些不利的影响。 今后我们应该想方法回归科研自身，支持有才干、有想法的研讨团队十年磨一剑，真正去处置关键的迷信疑问，做出原创性的效果。 成会明： 没错， 我国的论文量很大，但是采用计算与理性设计启动的研讨比拟少，少数研讨既不针对运行需 求，又没有针对迷信疑问，只是炒菜式地去分解一个资料，或许将一种资料与另外一种资料混合，然后测一测它的电化学性能，就写成一篇文章。 这个疑问是比拟严重的。 另外，我们的少数研讨都是着眼于电极资料，而不太关注辅材和整个系统的优化与设计。 这也是在今后的基础研讨中要求留意的疑问。 李泓： 在电池范围，中国宣布的论文数量占全全球的60%，是相对的全球第一。 但是要留意，研讨中所经常使用的高通量计算方法、原位在线表征方法、数字模拟仿真方法等都是由西方国度发明和主导的方法。 也就是说，到目前为止，还有很多研讨任务是我们不能做、只要国外迷信家才干做的。 另外，提到研讨任务中的理性设计，我还想引出一个疑问，就是我们能不能启动资料的理性设计？目前，研讨者提出了资料基因组方法，希望将高通量计算、高通量制备、高通量表征、大数据剖析等结合在一同，来启动资料的理性设计。 但是实践上，这种理性设计的难度很大，能够胜任相关任务的研讨团队在国际也不多。 而且就计算而言，它虽然能够计算一些资料的带隙，但还远远无法真正从头预测电极性能，特备是动力学性能，并成功理性设计。 如何集合各学科的力气，增强更基础的迷信研讨，最终成功电池资料的理性设计，这是要求进一步讨论的疑问。 陈军： 我们要求参与投入、片面规划，并增强产学研深度协作。 要有一批人静心科研，专注基础研讨和源头创新，也要有一批人研讨技术，聚焦制备工艺和工匠精气。 只要这样不时增强积聚、克制深谋远虑，才会在电池范围出现更多的中国标签。 成会明： 感谢大家的精彩讨论！我和大家一样，置信电池研讨和产业还会不时开展、不时打破，为人类社会提供强有力的动力支撑。 免责声明：以上内容转载自中国化学与物理电源行业协会，所发内容不代表本平台立场。 全国动力信息平台咨询电话：010-，邮箱，地址：北京市朝阳区金台西路2号人民日报社

钠离子电池：加快升温，从幕后到台前，坐拥资源和本钱两大优势

1.1 锂钠同族，物化性质有相似之处

锂、钠、钾同属于元素周期表ⅠA 族碱金属元素，在物理和化学性质方面有相似之处，通常上都可以作为二次电池的金属离子载体。

锂的离子半径更小、规范电势更高、比容量远远高于钠和钾，因此在二次电池方面失掉了更早以及更普遍的运行。

但锂资源的全球储量有限，随着新动力 汽车 的开展对电池的需求大幅上升，资源端的瓶颈逐渐显现，由此带来的锂盐供需的周期性动摇对电池企业和主机厂的运营形成负面影响，因此行业外部放慢了对资源储藏愈加丰厚、本钱更低的电池体系的研讨和量产进程，钠作为锂的替代品的角色出现，在电池范围失掉越来越普遍的关注。

1.2 综合性能优于铅酸电池，能量密度是短板

钠离子电池与锂离子电池任务原理相似。 与其他二次电池相似，钠离子电池也遵照脱嵌式的任务原理，在充电环节中，钠离子从正极脱出并嵌入负极，嵌入负极的钠离子越多，充电容量越高；放电时环节相反，回到正极的钠离子越多，放电容量越高。

能量密度弱于锂电，强于铅酸。

在能量密度方面，钠离子电池的电芯能量密度为100-160Wh/kg，这一水平远高于铅酸电池的30-50Wh/kg，与磷酸铁锂电池的120-200Wh/kg相比也有堆叠的范围。

而以后量产的三元电池的电芯能量密度普遍在200Wh/kg以上，高镍体系甚至超越 250Wh/kg，关于钠电池的抢先优势比拟清楚。

在循环寿命方面，钠电池在3000次以上，这一水平也相同远远超出铅酸电池的300次左右。

因此，仅从能量密度和循环寿命思索，钠电池有望首先替代铅酸和磷酸铁锂电池主打的启停、低速电动车、储能等市场，但较难运行于电动 汽车 和消费电子等范围，在这两大范围锂电仍将是主流选择。

安保性高，上下温性能优秀。

钠离子电池的内阻比锂电池高，在短路的状况下瞬时发热量少，温升较低，热失控温度高于锂电池，具有更高的安保性。 因此针对过充过 放、短路、针刺、挤压等测试，钠电池能够做到不起火、不爆炸。

另一方面，钠离子电池可以在-40 到80 的温度区间正常任务，-20 的环境下容量坚持率接近90%，上下温性能优于其他二次电池。

倍率性能好，快充具有优势。

依赖于开放式3D结构，钠离子电池具有较好的倍率性能，能够顺应照应型储能和规模供电，是钠电在储能范围运行的又一大优势。

在快充才干方面，钠离子电池的充电时期只要求10分钟左右，相比拟而言，目前量产的三元锂电池即使是在直流快充的加持下，将电量从20%充至80%通常要求30分钟的时期，磷酸铁锂要求45分钟左右。

2.1 资源端：克制锂电瓶颈

锂电池面临资源瓶颈，钠资源相对丰厚。 锂的地壳资源丰度仅为0.0065%。

依据美国地质调查局的报告，随着锂矿资源勘探力度参与，2020年全球锂矿储量提高到 2100万吨锂金属当量（折合碳酸锂1.12亿吨），同比增长23.5%；若依照每辆电动车经常使用50kg碳酸锂测算且不思索碳酸锂的其他下游市场，以后锂储量仅能够满足20亿辆车的需求，因此存在资源端的瓶颈。

分区域看，全球关键锂矿资源国锂储量均有不同水平的提高，澳大利亚和中国参与较多，其中澳大利亚锂储量由2019年的280万吨提高到470万吨锂金属当量，而2020年中国锂储量则大幅优化50%至150万吨锂金属当量。

总体来看，智利和澳大利亚仍为全球前两大锂资源拥有国，2020年区分约占全球锂资源储量的43.8%和22.4%。

与之相比，钠资源的地壳丰度为2.74%，是锂资源的440倍，同时散布普遍，提炼简易，钠离子电池在资源端具有较强的优势。

锂价下跌带来企业本钱端的扰动。

从短期来看，由于2021年末尾锂的需求增长，而抢先锂矿供应有所收缩以及去库存，锂矿以及锂盐多少钱在2020年见底，2021年上半年多少钱上升幅度较大；从常年来看，锂资源存在产能瓶颈引发市场关于锂价中枢上移的预期。

关于企业来说，常年稳如泰山的原资料多少钱关于自身的正常运营意义严重，锂价的继续下跌或许减速企业寻觅性价比更高的替代品的进程。

中国锂资源对外依存度较高。

中国锂矿关键散布在青海、西藏、新疆、四川、江西、湖南等省区，外形包括锂辉石、锂云母和盐湖卤水。

受制于提锂技术、天文环境、交通条件等客观要素，常年以来中国锂资源开发较慢，关键依赖出口；近年来随着下游需求增长以及技术提高，中国锂资源开发进度有所减速。

在不思索库存下，2020年中国锂行业对外资源依赖度超70%，维持较高水平。

开展钠离子电池具有战略意义。

中国鼎力开展新动力 汽车 的目的除了降低碳排放、处置环境疑问之外，增加对传统化石燃料的出口依赖也是关键要素之一。

因此，若不能有效处置资源瓶颈疑问，开展电动车的意义就会打一定折扣。

除了锂资源外，锂电池其他环节如钴和镍也面临出口依赖以及多少钱大幅动摇的难题，因此开展钠离子电池具有国度层面的战略意义。

2020年，美国动力部明白将钠离子电池作为储能电池的开展体系；欧盟储能方案“电池 2030”项目将钠离子电池列在非锂离子电池体系的首位，欧盟“地平线2020研讨和创新方案”更是将钠离子资料作为制造用于非 汽车 运行耐久电池的中心组件重点开展项目；国际两部委《关于放慢推进新型储能开展的指点意见》提出坚持储能技术多元化，放慢飞轮储能、钠离子电池等技术展开规模化实验示范。

钠离子电池曾经遭到越来越多国度的关注和支持。

2.2 资料端：凸显本钱优势

正极资料

正极资料经常使用钠离子活性资料，选择出现多样化。

正极资料是选择钠离子电池能量密度的关键要素，目前研讨和有量产潜力的资料包括过渡金属氧化物体系、聚阴离子（磷酸盐或硫酸盐）体系、普鲁士蓝（铁氰化物）体系三大类。

过渡金属氧化物为以后正极资料主流选择。

层状结构过渡金属氧化物2（M 为过渡金属元素）具有较高比容量以及其与锂电池的正极资料在分解以及电池制造方面的许多相似性，是钠离子电池正极资料有潜力失掉商业化消费的主流资料之一。

但是，层状结构过渡金属氧化物在充放电环节中易出现结构相变，在长循环和大电流充放电中容量衰减严重，使其具有较低的可逆容量及较差的循环寿命。

经常出现的改善手腕关键有体相掺杂、正极资料外表包覆等。

中科海钠采用了P2型铜基层状氧化物（P2-Na0.9Cu0.22Fe0.3Mn0.48O2），清楚优化正极资料的容量水平，并且电池能量密度到达145Wh/kg；

钠创新动力采用的O3型铁酸钠基三元氧化物（O3-NaFe0.33Ni0.33Mn0.33O2）具有较高的克容量（超越130mAh/g）和良好的循环稳如泰山性；

英国Faradion公司采用镍基层状氧化物资料，电池能量密度超越140Wh/kg。

磷酸钒钠是研讨的主流方向之一。

聚阴离子型化合物,Na[() ] (M 为可变价态的金属离子如Fe、V等，X为P、S等元素)，具有较高电压、较高通常比容量、结构稳如泰山等优势，但电子电导率低，限制了电池的比容量和倍率性能。

目前业界研讨最多资料的关键包括磷酸铁钠、磷酸钒钠、硫酸铁钠等，并经过碳包覆以及参入氟元素优化导电性以及容量。

钠创新动力将磷酸钒钠作为重点研发的钠电池正极资料之一，中科院大连物化所已成功三氟磷酸钒钠的高效分解和运行。

普鲁士蓝资料具有更高的通常容量。

普鲁士蓝类资料，Na[()6] (为 Fe、Mn、Ni 等元素)具有开框架结构, 有利于钠离子的加快迁移；通常上能够成功两电子反响，因此具有高的通常容量。

但在制备环节中存在结构水含量难以控制等疑问，并且容易出现相变以及与电解质发生副反响造成循环性能变差。

辽宁星空钠电努力于 Na1.92FeFe（CN）6的产业化研讨，通常容量高达170mAh/g； 宁德时代采用普鲁士白（Nan[Fe()6]）资料，创新性地对资料体相结构启动电荷重排，处置了普鲁士白在循环环节中容量加快衰减这一中心难题。

钠离子电池在资料端拥有清楚的本钱优势。

由于碳酸钠多少钱远低于碳酸锂，并且钠离子电池正极资料通经常常使用铜、铁等大宗金属资料，因此正极资料本钱低于锂电池。

依据中科海钠官方数据，经常使用NaCuFeMnO/软碳体系的钠电池的正极资料本钱仅为磷酸铁锂/石墨体系的锂电池正极资料本钱的40%，而电池总的资料本钱较后者降低 30%-40%。

负极资料

钠离子电池负极资料关键包括碳基资料（硬碳、软碳）、合金类（Sn、Sb等）、过渡金属氧化物（钛基资料）和磷酸盐资料等。

钠离子半径大于锂离子，难以嵌入石墨类资料，因此锂电池传统的石墨负极并不适用于钠电池。

合金类普遍体积变化较大，循环性能较差，而金属氧化物和磷酸盐资料容量普遍较低。 无定形碳为钠电池主流资料。

在已报道的钠离子电池负极资料中，无定型碳资料以其相对较低的储钠电位，较高的储钠容量和良好的循环稳如泰山性等优势而成为最具运行前景的钠离子电池负极资料。

无定型碳资料的前驱体可分为软碳和硬碳前驱体，前者多少钱昂贵，在高温下可以完全石墨化，导电性能优秀；后者多少钱较高（10-20万元/吨），在高温下不能完全石墨化，但其碳化后失掉的碳资料储钠比容量和首周效率相对较高。

以亚烟煤、烟煤、无烟煤为代表的煤基资料具有资源丰厚、廉价易得、产碳率高的特点，采用煤基前驱体制备出的钠离子电池负极资料，储钠容量约220mAh/g，首周效率可达80％，是目前最具性价比的钠离子电池碳基负极资料；但该类资料存在微粉多、振实密度低、外形不规则等特性，在电芯消费环节中不利于加工。

中科海钠以亚烟煤、褐煤、烟煤、无烟煤等煤基资料为主体，沥青、石油焦、针状焦等软碳前驱体为辅材，提出一种能够改善煤基钠离子电池负极资料的加工性能和电化学性能的方法，制备工艺简易、本钱昂贵，能够失掉微粉含量低、振实密度高的电池负极资料。

宁德时代开发了具有共同孔隙结构的硬碳资料，其具有易脱嵌、优循环的特性；比容量高达350mAh/g，与动力类石墨水平相当。

电极集流体皆为铝箔，本钱更低。

在石墨基锂离子电池中，锂可以与铝反响构成合金，因此铝不能用作负极的集流体，只能用铜替代。

钠离子电池的正负极集流体都为铝箔，多少钱更低；依据中科海钠官方数据，经常使用 NaCuFeMnO/软碳体系的钠电池的集流体（铝-铝）本钱仅为磷酸铁锂/石墨体系的锂电池集流体（铝-铜）本钱的20%-30%。

集流体是除正极外，资料本钱与锂电池差异最大的环节。

电解液

和锂离子电池相似，钠离子电池电解质关键分为液体电解质、固液复合电解质和固体电解质三大类。

普通状况下, 液体电解质的离子电导率高于固体电解质。

在溶剂层面，酯类和醚类电解液是最常用的两种无机电解液，其中酯类电解液是锂离子电池体系的关键选择，由于其可以有效地在石墨负极外表启动钝化且高电压稳如泰山性优于醚类电解液。

关于钠离子电池：

首先，目前主流的研发机构依然沿用了酯类溶剂，如PC、EC、DMC、EMC等，针对不 同的正负极和性能配方有所不同，且 PC 的用量占比高于锂电池；

其次，由于在醚类电解液中钠离子和醚类溶剂分子可以高度可逆地出现共插层反响，且有效地在负极资料外表构建稳如泰山的电极/电解液界面，所以遭到越来越普遍的关注和研讨；

最后，水系电解液也是新的研讨范围之一，以水为电解液溶剂替代传统无机溶剂，愈加环保安保且本钱低。

在电解质层面，锂盐将换成钠盐，如高氯酸钠（NaClO4）、六氟磷酸钠（NaPF6）等。

在参与剂层面，传统通用参与剂体系没有出现清楚变化，如FEC在钠离子电池中依然被普遍运行。

其他

隔膜方面，钠离子电池和锂电池技术相似，对孔隙率的要求或有一定差异。

外形封装方面，钠离子电池也包括圆柱、软包和方形三种路途。

依据各家官方显示，中科海钠关键为圆柱和软包路途，钠创新动力则三种技术路途都有。

设备工艺方面，与锂电池区别不大，有利于钠电池沿用现成设备和工艺加快投入商业化消费。

规模化消费后本钱有望低于0.3元/Wh。

以后由于产业链缺乏配套、缺乏规模效应，钠离子电池的实践消费本钱在1元/以上；政策的支持和龙头企业鼎力推行有望减速产业化进程，若到达以后锂电池的市场体量，本钱有望降至0.2-0.3元/Wh，与锂电池相比具有优势。

3.1 钠离子电池重回舞台，研讨热度升温

钠离子电池的研讨始于1970年左右，最后与锂离子电池都是电池范围迷信家研讨的重点方向。

20世纪80年代，锂离子的正极资料研讨首先取得打破，以钴酸锂为代表，和由石墨构成的负极资料组合，让锂电池取得了极佳的性能；让两者真正分野的是索尼在1991年成功将锂电池商用化并首先运行于消费电子范围。

锂电池商用化的顺利启动反向抑制了钠离子电池技术路途的开展，事先商用的锂离子电池循环寿命能到达钠离子电池的10倍左右，两种电池的产品性能表现相去甚远，锂离子电池失掉了迷信家和资本、产业的相对关注。

2010年之后，由于大规模储能市场的场景逐渐明晰以及产业界对未来锂资源或许面临供应瓶颈的担忧，钠离子电池重新进入人们的视野。

之后十年时期，全球顶尖的国度实验室和大学先后鼎力展开钠离子电池的研发，部分企业也末尾跟进。

包括国际代表Faradion公司、国际代表机构中科海钠和钠创新动力以及锂电池代表企业宁德时代等。

Faradion英国牛津大学主导的Faradion公司成立于2011年，是全球首家从事钠离子电池研讨的公司，15年开收回电池系统，资料为层状金属氧化物和硬碳体系。

之后多个国度也成立了相关机构和公司，例如法国迷信院从15年末尾开发磷酸钒钠电池，夏普北美研讨院简直同时开发长循环寿命的钠电池。

中科海钠

中科海钠成立于2017年，是国际首家专注于钠离子电池研发的公司，公司团队关键来自于中科院物理化学研讨所。

2017年底，中科海钠研制出48V/10Ah钠离子电池组运行于电动自行车；2018年9月，公司推出首辆钠离子电池低速电动车；

2019年3月，公司自主研发的30kW/100kWh钠离子电池储能电站在江苏省溧阳市成功示范运转；2020年9月，公司钠离子电池产品成功量产，产能可达30万只/月；

2021年3月，公司成功亿元级 A 轮融资，用于搭建年产能2000吨的钠离子电池正、负极资料消费线；2021年6月，公司全球首套1MWh钠离子电池储能系统在山西太原正式投入运营。

在资料体系方面，正负极资料区分选择本钱昂贵的钠铜铁锰氧化物和无烟煤基软碳，电芯能量密度已接近 150 Wh/kg, 循环寿命达4000次以上，产品关键包括钠电池以及负极、电解液等配套资料。

钠创新动力

钠创新动力降生于2018年，由上海电化学动力器件工程技术研讨中心、上海紫剑化工 科技 有限公司和浙江医药股份有限公司共同发起成立，技术团队关键来自于上海交通大学。

2019年4月，正极资料中试线建成并满负荷运转；2020年10月，公司二期消费规划基地树立；2021年7月，公司与爱玛电动车结合发布电动两轮车用钠离子电池系统。

在资料体系方面，公司在铁酸钠基三元氧化物方面研讨较为深化，产品关键包括钠电池以及铁基三元前驱体、三元资料、钠电电解液等。

宁德时代

宁德时代从2015年末尾研发钠离子电池，研发队伍迅速扩展；2020年6月，公司宣布成立21C创新实验室，中短期关键方向为锂金属电池、固态锂电池和钠离子电池；

2021年7月，公司推出第一代钠离子电池，采用普鲁士白/硬碳体系，单体能量密度高达 160Wh/kg；常温下充电15分钟，电量可达80%以上；

在-20 C高温环境中，也拥有90%以上的放电坚持率；系统集成效率可达80%以上，热稳如泰山性远超国度强标的安保要求；

公司表示下一代钠离子电池能量密度研发目的是200Wh/kg以上。

在系统创新方面，公司开发了 AB 电池系统处置方案，即钠离子电池与锂离子电池两种电池按一定比例启动混搭，集成到同一个电池系统里，经过BMS精准算法启动不同电池体系的平衡控制。

AB电池系统处置方案既补偿了钠离子电池在现阶段的能量密度短板，也发扬出了它高功率、高温性能好的优势；以此系统结构创新为基础，可为锂钠电池系统拓展更多运行场景。 公司已启动相应的产业化规划，方案2023年构成基本产业链。

3.2 剑指储能和低速车市场，潜在市场空间大

估量2025年钠离子电池潜在市场空间超200GWh。

依据上文剖析，钠离子电池有望率先在对能量密度要求不高、本钱敏理性较强的储能、低速交通工具以及部分低续航乘用车范围成功替代和运行。

暂不思索电池系统层面的改良（如锂钠混搭）对运行场景的拓展，2020年全球储能、两轮车和A00车型装机量区分为14/28/4.6GWh，估量到2025年三种场景下的电池装机量区分为180/39/31GWh，对应2025年钠离子电池潜在市场空间为250GWh。

钠离子电池作为二次电池关键的技术路途之一，在以后对抢先资源紧缺度和制形本钱的关注度逐渐升温的状况下，仰仗资源端和本钱端的优势重新失掉市场的普遍关注。

但由于钠离子电池自身能量密度较低且优化空间有限，因此内行业内更多地扮演新动力细分范围替代者的角色，有望率先在对能量密度要求不高、本钱敏理性较强的储能、低速交通工具以及部分低续航乘用车范围成功替代和运行，对中高端乘用车市场影响十分有限。

在龙头企业的推进下，钠离子电池的产业化进程有望减速。

行业公司：

1）规划钠离子电池相关技术的传统电池和电池资料企业。

虽然技术路途有差异，但传统的锂电龙头企业在资金和研发方面优势清楚，对各种技术路途具有较高的敏理性，对钠离子电池相关技术也多有规划。

宁德时代、鹏辉动力，公司在钠电范围皆坚持常年的研发投入，后者估量21年年底电池量产；杉杉股份、璞泰来、新宙邦，关注欣旺达、容百 科技 、翔丰华，上述公司在钠电池或资料范围皆有专利或研发规划。

2）投资钠离子电池企业的公司。

华阳股份，公司直接持有中科海钠1.66%的股权；浙江医药，公司持有钠创新动力40%的股权。

3）产业链重塑带来的时机。

钠离子电池的起量将带动正负极、电解液锂盐技术路途的变卦，新的优秀供应商将崭露头角。

华阳股份，公司与中科海钠既有股权相关，又有业务协作，消费的无烟煤是海钠煤基负极的关键原料之一，并且与后者合资树立正负极资料项目；中盐化工、南风化工，公司具有抢先钠盐储藏。

1）钠离子电池技术提高或本钱降低不及预期的风险：

钠离子电池的产业化还处于初期阶段，若技术提高或许本钱改善的节拍慢于预期，将影响产业化进程，造成其失去竞争优势。

2）企业推行力度不及预期的风险：

以后由于规模较小、产业链缺乏配套，钠电池消费本钱较高，其规模化消费离不开龙头企业的鼎力推行；若未来企业的态度硬化，将影响钠电池产业化进程。

3）储能、低速车市场开展不及预期的风险：

钠离子电池关键运行于储能和低速车等范围，若下游市场开展速度低于预期，将影响钠电池的潜在市场空间。

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作者：安康证券 朱栋 皮秀 陈建文 王霖 王子越

报告原名：《电力设备行业深度报告：巨头入场摇旗“钠”喊，技术路途面临分化 》

以后商业化的tem中，最常用的减速电压都有多少？适用于那些场所？

汽车工业的迅速开展，推进了全球机械、动力等工业的提高以及经济、交通等方面的开展，同时也极大的简易了人们的生活。 但是，传统的内燃机汽车所固有的消耗动力、污染环境的缺陷也不时影响和困挠着人们的生活及社会的开展，随着社会的提高和科技的开展，随着维护环境、浪费资源的呼声日益高涨，新一代电动汽车作为无污染、动力可多样化性能的新型交通工具，近些年来惹起了人们的普遍关注并失掉了极大的开展。 北京要把2008年奥运会办成一届绿色的奥运会，其中的一项任务就是要用环保型的电动汽车来替代目前的内燃机汽车。 电动汽车以电力驱动，行驶无排放（或低排放），噪音低，能量转化效率比内燃机汽车高很多，同时电动汽车还具有结构简易、运转费用高等优势，安保性也优于内燃机汽车。 但电动汽车目前还存在多少钱较高、续驶里程较短、动力性能较差等疑问，而这些疑问都是和电源技术亲密相关的，电动汽车适用化的难点依然在于电源技术，特别是电池（化学电源）技术。 目前制约电动汽车开展的关键要素是动力蓄电池不理想，而开发电动汽车的竞争，最关键的就在于开发车载动力电池的竞争。 电动汽车用动力蓄电池与普通启动蓄电池不同，它是以较长时期的中等电流继续放电为主，间或以大电流放电（起动、减速时），并以深循环经常使用为主。 电动汽车对电池的基本要求可以归结为以下几点：1、高能量密度；2、高功率密度；3、较长的循环寿命；4、较好的充放电性能；5、电池分歧性好；6、多少钱较低；7、经常使用保养简易等。 以后研讨开发的电动汽车动力电池关键包括铅酸电池、镍金属电池、锂离子蓄电池、高温钠电池、金属空气电池、超级电容、飞轮电池以及具有更好开展远景的燃料电池和太阳能电池。 1、铅酸电池 铅酸电池已有100多年的历史，普遍用作内燃机汽车的起动动力源，它也是成熟的电动汽车蓄电池。 铅酸电池正负电极区分为二氧化铅和铅，电解液为硫酸。 铅酸电池又可以分为两类，即注水式铅酸电池和阀控式铅酸电池。 前者价廉，但要求经常保养，补充电解液；后者经过安保控制阀智能调理密封电池体内在充电或任务异常时发生的多余气体，免保养，更契合电动汽车的要求。 总体上说，铅酸电池具有牢靠性好、原资料易得、多少钱廉价等优势，比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。 但它有两大缺陷；一是比能量低，所占的质量和体积太大，且一次性充电行驶里程较短；另一个是经常使用寿命短，经常使用本钱过高。 由于铅酸电池的技术比拟成熟，经过进一步改良后的铅酸电池仍将是近期电动汽车的关键电源，正在开发的电动汽车用先进铅酸电池关键有以下几种：水平铅酸电池、双极密封铅酸电池、卷式电极铅酸电池等。 2、镍金属电池 目前在电动汽车上经常使用的镍金属电池关键有镉镍电池和氢镍电池两种。 镉镍电池和铅酸电池相比，能够到达比能量55Wh/kg，比功率200W/kg，循环寿命2000次，而且可以加快充电，虽说其多少钱为铅酸蓄电池的4～5倍，但由于其在比能量和经常使用寿命方面的优势，因此其常年的实践经常使用本钱并不高。 但由于其含有重金属镉，在经常使用中不留意回收的话，就会构成环境污染，目前许多兴旺国度都已限制开展和经常使用镉镍电池。 而氢镍电池则是一种绿色镍金属电池，它的正负极区分为镍氢氧化物和储氢合金资料，不存在重金属污染疑问，且其在任务环节中不会出现电解液增减现象，电池可以成功密封设计。 镍氢电池在比能量、比功率及循环寿命等方面都比镉镍电池有所提高，经常使用氢镍电池的电动汽车一次性充电后的续驶里程曾经到达过600公里，目前在欧美已成功了批量消费和经常使用。 氢镍电池就其任务原理和特点是适宜电动汽车经常使用的，它已被列为近期和中期电动汽车用首选动力电池，但其还存在多少钱太高，平均性较差（特别是在高速率、深放电下电池之间的容量和电压差较大），自放电率较高，性能水平和理想要求还有差距等疑问，这些疑问都影响着氢镍电池在电动汽车上的普遍经常使用。 3、锂离子蓄电池 锂离子蓄电池是90年代开展起来的高容量可充电电池，能够比氢镍电池存储更多的能量，比能量大，循环寿命长，自放电率小，无记忆效应和环境污染，是当今各国能量存储技术研讨的热点，关键集中在大容量、短命命和安保性三个方面的研讨。 锂离子蓄电池中，锂离子在正负极资料晶格中可以自在分散，当电池充电时，锂离子从正极中脱出，嵌入到负极中，反之为放电形态，即在电池充放电循环环节中，借助于电解液，锂离子在电池的两极间往复运动以传递电能。 锂离子蓄电池的电极为锂金属氧化物和储锂碳资料，依据电解质的不同，锂离子蓄电池普通可分为锂离子电池和锂聚合物电池两种。 4、高温钠电池 高温钠电池关键包括钠氯化镍电池（NaNiCl2）和钠硫蓄电池两种。 钠氯化镍电池是1978年发明的，其正极是固态NiCl2，负极为液态Na，电解质为固态β-Al2O2陶瓷，充放电时钠离子经过陶瓷电解质在正负电极之间漂移。 钠氯化镍电池是一种新型高能电池，它具有比能量高（超越100Wh/kg），无自放电效应，耐过充、过放电，可加快充电，安保牢靠等优势，但是其任务温度高（250-350℃），而且内阻与任务温度、电流和充电形态有关，因此要求有加热和冷却控制系统。 而钠硫蓄电池也是近期普遍看好的电动汽车蓄电池，它已被美国先进电池结合体(USABC)列为中期开展的电动汽车蓄电池，钠硫蓄电池具有高的比能量，但它的峰值功率较低，而且这种电池的任务温度近似300℃，熔融的钠和硫有潜在的毒性，腐蚀也限制了电池的牢靠性和寿命。 5、锌空气电池（Zinc-air） 锌空气电池是一种机械改换离车充电方式的高能电池，正极为Zinc，负极为Carbon（吸收空气中的氧气），电解液为KOH。 锌空气电池具有高比能量（200Wh/kg），免保养、耐恶劣任务环境，清洁安保牢靠等优势，但是其具有比功率较小（90W/kg），不能存储再生制动的能量，寿命较短，不能输入大电流及难以充电等缺陷。 普通为了补偿它的缺乏，经常使用锌空气电池的电动汽车还会装有其它电池（如镍镉蓄电池）以协助起动和减速。 6、超级电容 超级电容是为了满足混合电动汽车能量和功率实时变化要求而提出的一种能量存储装置，它是一种电化学电容，兼具电池和传统物理电容的优势。 超级电容往往和其它蓄电池结合运行作为电动汽车的动力电源，可以满足电动汽车对功率的要求而不降低蓄电池的性能，超级电容的经常使用，将增加汽车对蓄电池大电流放电的要求，到达增加蓄电池体积和延伸蓄电池寿命的目的。 开发高比能量、高比功率、短命命、高效率和低本钱的超级电容，可以提高商业化电动汽车动力性（特别是减速才干）、经济性和续驶里程。 依据电极资料的不同，超级电容可分为碳类超级电容（双电层电化学电容）和金属氧化物超级电容两类。 7、飞轮电池 飞轮电池是90年代才提出的新概念电池，它打破了化学电池的局限，用物理方法成功储能。 飞轮电池是一种以动能方式存储能量的机械电池，它由电动/发电机、功率转换、电子控制、飞轮、磁浮轴承和真空壳体等部分组成，具有高功率比、高能量比、高效率、短命命和环境顺应性好等优势。 飞轮电池中的电机，在充电时该电机以电动机方式运转，在外电源的驱动下，电机带动飞轮高速旋转（可到达rpm），即用电给飞轮电池“充电”参与了飞轮的转速从而增大其动能；放电时，电机则以发电机形态运转，在飞轮的带动下对外输入电能，成功机械能(动能)到电能的转换。 要开发适宜电动汽车的适用性飞轮电池，就必需进一步提高它的安保性和降低本钱。 8、燃料电池 燃料电池是一种将贮存在燃料和氧化剂中的化学能经过电极反响直接转化为电能的发电装置，它的基本化学原理是水电解反响的逆环节，即氢氧反响发生电、水和热。 它不要求熄灭、无转动部件、无噪声、运转寿命长、牢靠性高、保养性能好，实践效率能到达普通内燃机的2至3倍，加之其最终产物又是水，真正到达清洁、可再生、无排放的要求，是21世纪的首选动力。 而且，燃料电池也不要求像其它电池那样启动长时期的充电，它只要求像给汽车加油一样补充燃料即可。 据美国ABI调查公司预测，2011年全球燃料电池汽车的产量将到达240万辆，占全球汽车总产量的4.3％，日本政府也方案在十年内普及燃料电池。 2002年12月，日本丰田公司已向日本政府交付了第一批商用燃料电池电动汽车。 燃料电池砍正负电极、催化层和电解质构成，依据电解质的不同，燃料电池可分为磷酸型、质子交流膜型、碱性型、熔融碳酸盐型和固体氧化物型等几种，目前只要质子交流膜型燃料电池最适宜电动汽车经常使用，我国研制成功的“中国氢动力首号车”经常使用的就是质子交流膜型燃料电池。 一套较完整的燃料电池系统由以下几个部分组成：燃料处置部分、燃料电池、直流交流转换器和热能控制部分。 9、太阳能电池 太阳能电池是一种把光能转换为电能的装置，太阳能已普遍用于照明、家用电器、发电、交通讯号、地质、航天等范围。 目前，部分机构也已研制出了经常使用太阳能电池的电动汽车样车，但是由于太阳能电池还存在光电转换效率不高、多少钱太高、电池系统性能较复杂等疑问，近期内只能作为电动汽车的补充电源，还不能大规模的消费运行，但太阳能作为最清洁的、取之不尽用之不竭的动力，对它的研讨和运行必将会取得长足的提高。 以后电动汽车正处于又一次性开展高潮，电动汽车技术的片面开展，重点在能量存储技术和动力驱动系统技术两个方面。 电动汽车动力驱动系统技术开展相对较快，因此随着能量存储技术的开展和打破，随着低本钱、高能量密度、高功率密度的动力电池和低本钱、质量轻、体积小的燃料电池商品化的成功，电动汽车必将成为21世纪的主流交通工具。