新能源汽车的「高能动力电池技术」可以从哪些方面提升？
有可能将汽车动力电池的储能提高到400 WHr/kg。
要想把电池变成“肌肉男”，除了获得合理的正负极材料，还需要设计出可行的加工工艺。
重点研究新型锂硫电池和锂空气电池，其能量密度有望达到500 WHr/kg。
这个在欧阳明家喻户晓的科研项目是国家重点R&D计划支持项目，全称是“高比能量动力电池关键技术及相关基础科学问题研究”。基于该研究团队研发的高容量富锂锰基正极材料，汽车动力电池储能容量可能提升至400 WHr/kg。
近年来，在国家政策的大力支持下，我国新能源汽车得到了快速普及，但“不敢上远郊区县”的“梗”依然难以理顺。打破单次行程500公里的限制，对电动汽车的推广会有很大的促进作用。然而车辆的承载能力是有限的，如何在有限的体积内储存尽可能多的电能成为了科研的重点目标。
项目负责人、北京大学教授夏定国说:“要进一步提高锂离子电池的能量密度，正极材料的比容量是关键。”据夏定国介绍，研究团队在前期工作的基础上，深入理解了富锂材料的稳定机制和阴离子氧化还原的产生机制，通过调控阴离子氧化还原机制来优化富锂材料的性能。
换句话说，团队遇到的第一个问题是:对阴离子的氧化还原能力有什么“影响”？揭示这一规律，将引导团队去接近和寻找性能优异的电极。研究小组还发现，物质中原子之间的几何结构会影响电子的结构，从而影响阴离子的氧化还原能力。该研究阐明了结构与效率的关系，并希望通过结构设计提高电极材料的电化学性能。
“提高正极材料中的锂含量，让更多的阴离子稳定地参与氧化还原反应，是一个重要的途径。”夏定国表示，高容量富锂正极材料的发展，使得动力电池能量密度的进一步提高成为可能。项目组不仅制备了一种高容量富锂正极材料和两种高容量高稳定性富锂材料——碳复合材料，还制备了一种高容量锂电池正极材料。
要想把电池变成“肌肉男”，除了获得合理的正负极材料，还需要设计出可行的加工工艺。比如富锂化合物需要很好的分散在电极中，既要保持体系中60%以上的含量，又不能凝结成块。分散越均匀，可逆性越好，充放电效率越好。
目前电池还需要进一步完善。夏定国介绍，“树枝状锂”制约新系统电池进度和电池安全性还有两个关键问题。相关实验表明，10-50次循环后，电压衰减明显，电极不起作用。
“树枝状锂”是使用液体电解质的锂离子电池所独有的。锂离子被还原结晶成枝晶并不断长大，可能会在一定程度上刺破隔膜。科学家目前正在从两个角度寻求突破。一个是涂层，一个是研究固体电解质。
夏定国强调，“高能量密度锂离子动力电池的发展需要电极材料、电解液和高安全性途径的发展，更需要新的分析方法和电池制备技术的进步”。
除了将锂离子电池的能量密度提高到400 WHr/kg，项目组还将重点研究新型锂硫电池和锂空气电池，其能量密度有望达到500 WHr/kg。中国工程院院士陈立泉表示，锂空气电池是动力电池的发展方向之一。“现在大力发展的氢氧燃料电池，必须用金属罐来保证氢气的安全，而锂空气电池(负极是空气中的氧气)只需要一个芥末袋。从实用性和成本来说，也应该开发锂空气电池。”