近日，加拿大滑铁卢大学陈忠伟院士课题组与阿贡国家实验室陆俊研究员（共同通讯）合作在Electrochemical Energy Reviews期刊发表了题为“Automotive Li-Ion Batteries: Current Status and Future Perspectives”综述论文，本文从锂离子电池市场、关键元素资源、电池成本与性能以及未来高能量密度新型电池化学等方面系统阐述了动力锂离子电池的现状和未来发展方向。文章第一作者为丁元力博士，现为湖南大学材料科学与工程学院教授。

文章将发表于Electrochemical Energy Reviews期刊2019年第1卷第1期，是第1期的封面文章，详情请阅读全文，可免费获取。本文也在微信(ElectrochemicalEnergyReviews)、微博(ElectrochemicalEnergyReviews)、科学网博客（EEReditor）、Facebook等新媒体平台推出，请大家多关注和阅读。更可以关注EER Springer主页（https://www.springer.com/chemistry/electrochemistry/journal/41918）和上海大学期刊社网站EER主页 （http://www.eer.shu.edu.cn）获取第一手的电化学评论资讯。

文章题目：Automotive Li-Ion Batteries: Current Status and Future Perspectives

作者：Yuanli Ding，Zachary P. Cano，Aiping Yu，Jun Lu*，Zhongwei Chen*

关键词：锂离子电池·电动汽车·成本·市场·能量密度

引用信息： Ding, Y., Cano, Z.P., Yu, A., Lu, J., Chen, Z. Electrochem. Energ. Rev. (2019). https://doi.org/10.1007/s41918-018-0022-z

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本综述亮点

1.     基于锂离子电池的三大应用领域（消费者电子产品、汽车和规模化储能），分别从电池市场，成本、关键元素资源及性能等方面全方位阐述了锂离子电池的发展现状。

2.     依据近年来锂离子电池装机总容量，本文估算了正极所需要的关键元素锂和钴，发现如面临动力汽车的高速增长，很可能造成钴资源的短缺问题，因此，开发低估或无钴正极以及开展锂电回收等策略是目前亟待解决的一个问题。

3.     尽管富镍三元正极表现出了最高的比能量（2020年有望达300 Wh kg^-1），但其正趋于能量密度极限（350-400 Wh kg^-1），而且将面临更严峻的安全问题，因此，为追求更高的汽车里程（单体电池能量密度>400 Wh kg^-1）和更安全的电池体系，开发新型电池化学体系（如全固态电池）已是大势所趋。

前 言

锂离子电池具有高能量效率、低记忆效应、长循环寿命、高能量密度和功率密度而被认为是当前最合适的汽车用动力电池。但是，目前电动汽车仍存在一些问题如里程焦虑、快充性能、高昂的成本、安全性等问题，从而限制了它们的广泛应用。基于这些事实，本综述以动力锂离子电池广泛的市场占有率为目标，综合分析了电动汽车的发展现状与存在的挑战，主要讨论了现在与将来的电动汽车市场前景、关键元素资源、电池成本与性能等，最后，面向未来高比能量电池体系，开发新型电池化学包括高能量电极材料和全固态电池是未来发展方向。

内容简介

本文首先介绍了锂离子电池在消费者电子产品、运输工业和规模化存储三大领域的应用，在消费者电子产品领域，锂离子电池已占据全部市场并已逐渐趋于饱和，而在汽车运输和规模化存储领域，锂离子电池正处于增长态势。由于规模化存储领域正处发展初期，市场规模相对较小，而电动车领域则发展较快，目前已占据较大市场比重并表现出最大的涨幅态势。接下来从电动车市场、电池成本及关键元素资源等方面进行了系统分析，就当前最成熟的动力锂离子电池技术进行了详细评述主要包括磷酸铁锂、尖晶石锰酸锂、三元NCA和三元NMC（NMC-111）四种正极材料，并指出高镍三元正极材料是近期发展高能量密度电池的方向，而对于更远的将来，开发无钴的高电压尖晶石锰酸锂（LiNi_0.5Mn_1.5O₄）和富锂层状材料可能是未来的高能量密度电池的发展方向。最后，就下一代车用新型锂离子电池化学存在的问题以及未来发展趋势做了总结与展望。

图1. 图片摘要：锂离子电池在消费者电子产品、电动汽车与规模化存储等领域的应用

图2. 现在与未来的基于三元正极的电池体系

总 结

动力锂离子电池目前正处于快速发展阶段，也是当前被认为取代燃油车的最佳选择。当前，动力电池仍需依赖相对成熟的锂离子电池技术作为动力电源如磷酸铁锂、尖晶石锰酸锂、三元NCA和NMC，尤其是富镍三元正极体系，能量密度有望可达300 Wh/kg（2020年）。但传统锂离子电池技术的单体电池比能量即将逼近其理论上限（350~400 Wh/kg），而面对未来电动汽车的高里程（至少500公里）和高安全需求，开发高能量电极材料（如硅或金属锂负极等）或新型电池化学（如全固态电池等）已是大势所趋。

原文信息

Yuanli Ding, Zachary P. Cano, Aiping Yu, Jun Lu, Zhongwei Chen, Automotive Li-Ion Batteries: Current Status and Future Perspectives, Electrochemical Energy Reviews, DOI: 10.1007/s41918-018-0022-z

通讯作者简介

陈忠伟：加拿大滑铁卢大学(University of Waterloo)化学工程系教授，滑铁卢大学电化学能源中心主任，加拿大国家首席科学家(CRC-Tier 1), 国际电化学能源科学院副主席，加拿大工程院院士，2018高被引科学家。陈忠伟院士带领一支约70人的研究团队常年致力于燃料电池，金属空气电池，锂离子电池，锂硫电池，锂硅电池，液流电池等储能器件的研发和产业化。近年来在Nature Energy, Nature Nanotechnology, Nature Communication, Angewandte Chemie International Edition, Advanced Materials, Energy & Environmental Science, ACS Nano 等国际知名期刊发表论文250余篇。目前为止，文章已引用次数 18700余次, H-index 指数为68，并担任ACS applied & Material Interfaces副主编。

课题组主页：http://chemeng.uwaterloo.ca/zchen/

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创刊号在2018年3月正式出版。

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