出品：“科学与中国”院士专家巡讲团
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当前，我国的新能源汽车市场正在持续扩张，2016年，新能源汽车生产量达51.7万辆，销售量达50.7万辆，同比2015年分别增长51.7%和53%。目前虽然有混合动力电动汽车、插电式电动汽车，但是我们的终极目标是实现纯电驱动的普及，彻底摆脱汽车对石油的依赖。
那么，实现这个目标的关键就是在保证高安全性、长寿命、低成本的前提下，提高动力电池的比能量密度。
电池的比能量密度高，可以显著延长电动车续航里程，也可以大幅度提高车的有效负载量，同时还有利于降低成本。提高电池的能量密度，一种方法就是提高工艺水平，尤其是提高电极压实密度，这也实际上是提高电池壳的空间利用率。
近中期来说，电池所涉及的正极材料是NCM、NCA和富锂锰基，负极材料是石墨和硅。这些材料当中，NCM、NCA、石墨的运用是比较成熟的，需要重点攻关的材料就是富锂锰基和硅基负极，而富锂锰基的充电电压较高，这涉及到高抗氧化性电解液的开发问题。
锰基固溶体正极存在的主要问题首先是它的首周销率低，长期循环稳定性得不到保障；其次是它的充电电压达到4.8V，现有的电解液无法满足此条件，需要开发新的电解液。
硅基负极是一种合金化的负极，它的处理过程中伴随着巨大的体积膨胀，这会导致材料的粉化，使容量快速衰减；同时因为体积变化，所以在硅的锂化过程中导致SEI膜的反复破坏和形成，使库伦效率降低。
下一代动力电池需要解决的主要问题是安全性。如果短路和过充某种原因导致电池温度升高，SEI膜分解，之后副反应就会被相继引化。温度升高会导致热失控，电池热量瞬间非常大，导致爆炸和燃烧。但是，如果我们加紧这些技术的应用和开发，就有可能会让电池变得十分安全。
“科学与中国”院士专家巡讲活动是中国科学院学部发起，由中科院、中宣部、教育部、科技部、工程院、中国科协共同主办的高层次公益性科普活动。精彩内容关注“科学与中国”官方网站（cs.kepu.cn）。中国科学院学部工作局为网站委托单位，中国科普博览为网络传播合作伙伴，中国科学院计算机网络信息中心提供技术支持。
