在动力电池的性能提升上，电池材料起到至关重要的作用，可以不夸张的说，动力电池产业的进步归根结底是材料技术的进步。
“350-400km的续航里程将成为新能源汽车发展平衡点。但从目前来看，绝大部分企业都还很难达到。”在2016(第二届)广州国际电动汽车产业峰会上，长安新能源总经理任勇略显焦急的表示，动力电池性能的提升迫在眉睫。
根据在此之前刚刚发布的《节能与新能源汽车技术路线图》上，2020年的纯电动汽车动力电池的能量密度目标为350wh/kg，2025年目标为400wh/kg，2030年目标为500wh/kg。
要达到2020年的350wh/kg的目标，必然要求企业通过材料和制造工艺的不断升级来实现。
事实上，进入2016年以来，已经有不少动力电池及相关材料企业加速新型材料的产业化，包括高镍三元、硅碳负极、三层复合隔膜、新型锂盐等新材料都在经历产业化换挡提速。
2016年11月15日，国轩高科公告称，拟募资不超过36亿元用于动力电池相关项目建设，其中，拟5亿元投建年产10000吨高镍三元正极材料和5000吨硅基负极材料项目。
这意味着，国轩高科在高镍三元和硅基负极上已具备产业化能力。而除了国轩，包括宁德时代、当升科技、杉杉能源、斯诺、星源材质、天赐、新宙邦等领军电池及材料企业，都在加速布局新型关键材料的产业化。
值得注意的是，在新型材料产业化快速推进的同时，整个产业链依然在面临工艺技术提升、安全问题解决、智能制造换代等多项挑战，这些挑战的破解成为动力电池性能提升的关键。
12月7日-9日， 2016高工锂电暨电动车年会将在深圳举行，此次年会主题为“全球视野与中国战略：新格局、新思维、新趋势”，在年会材料专场论坛中，包括宁德时代、国轩高科、天赐、斯诺、明基等领军电池及材料企业将介绍动力电池核心材料的产业化升级及挑战。
在年会之前，高工锂电梳理了动力电池四大核心关键材料的产业化升级路径及面临的主要问题。希望可以帮助企业在研判产业趋势、明确战略布局上有所帮助。
高镍三元产业化提速
如果说前两年高镍三元材料电池还处于个别厂家和学界的研发阶段，那么从2016年开始，高镍三元电池的研发和生产已呈“燎原”之势。
国轩高科在其年产10000吨高镍三元材料项目公告中称，其掌握了高镍三元正极材料晶面生长控制和快离子导体表面包覆改性技术，提高了高镍三元正极材料的加工性能、克容量和循环寿命。
而宁德时代总裁黄世霖在相关场合表示，宁德时代在材料上会逐步由磷酸铁锂/石墨、三元、高镍三元/硅碳再到固态锂、空气金属电池演进。“十三五”期间，宁德时代将致力于高镍三元/硅碳电池研发，努力实现350Wh/公斤的目标。目前已经组织专门团队，确保实现量产目标。
当升科技则对外称，其NCM622 三元正极材料已实现规模化量产，并得到国内、国际客户的认可，被应用到新能源汽车动力电池领域，产品供不应求。今年7月，当升科技募资新建年产4000吨高镍三元材料项目。
根据高工锂电调研，虽然目前三元电池企业主要应用的还是NCM333和NCM523电池，但是NCM622已经进入了部分企业的材料供应链。随着材料体系的高镍化进程，预计明年国内三元电池企业将开始应用NCM811和NCA材质，电池单体能量密度将从200wh/kg向250-300wh/kg迈进。
硅基负极产业化前夜
在新型负极的产业化布局上，国轩高科同样走在行业前列。
在其发布的年产5000吨硅基负极材料项目可行性报告中称，掌握了硅基负极材料表面改性及材料预锂化等关键技术，有效缓冲了硅材料体积膨胀对结构稳定性的影响，提高了硅基负极材料的首次库伦效率及循环性能。
国内除了国轩，包括斯诺、星城石墨、湖州创亚等都在积极推进硅基负极的产业化。
而放眼海外，特斯拉发布的Model 3就采用了硅碳负极作为动力电池新材料。通过在人造石墨中加入10%的硅基材料，特斯拉让电池容量达到了550mAh/g以上，电池能量密度可达300wh/kg。
日本GS汤浅公司已推出采用硅基负极材料的锂电池，并成功应用在了三菱汽车上;日立麦克赛尔则宣布已开发出可实现高电流容量硅负极锂电池;此外，日本三井金属也雄心勃勃地要将硅负极锂电池推向消费电子和电动汽车两大领域。
值得注意的是，目前评估的硅材料中，韩国和日本的相关技术明显强于国内，其硅氧可以到1500毫安时/克，更为稳定，而国内仅为500毫安时/克，国内的企业在技术储备和开发商与国外仍还有一定差距。
三层复合隔膜成趋势
三层隔膜已成为多家国际知名锂电材料、电芯厂的选择路线，在此背景下，国内不少隔膜企业也在加速推进产业化进程。
从国际市场来看，日韩车厂或电芯厂商使用三层隔膜的案例就不少。譬如松下为特斯拉提供的电芯就使用了住友的隔膜以及Celgard的三层隔膜;三星提供给BMW i3、LG提供给GM的Volt或PEVE提供Toyota Prius都用了三层隔膜，而日产、AESC、日立、PEVE等等，也将三层隔膜用在动力电池上。
国际隔膜巨头以及电芯厂的选择表明三层隔膜将成为锂电材料的下一个抢夺高地。包括明基材料、纽米科技等都在推进三层复合隔膜的产业化。
值得注意是，国内隔膜生产的工艺和设备仍存在缺陷，成为影响产业发展的主要问题。国内缺少懂材料和工艺的人才，而从国产装备来看，目前国产双拉线还没有得到国内企业的认同，关键部件的稳定性差、寿命短，辅助设备仍然处于仿制阶段。
由于人才匮乏，国内开发隔膜新产品的前瞻性不足，从产品设计到后续研发、生产都处于跟跑的状态。应提高工艺水平和设备水平合理的布局新产品，强化研发和工艺的研究投入同时整合智力资源。专家建议，生产企业应提前布局不同的产品。
电解液领域：新型锂盐发展可期
未来三元动力电池高镍化是趋势，对电池材料的要求越来越高，电解液要往高压、高安全方向发展，而传统锂盐六氟磷酸锂由于在高温下易分解且对水敏感，使其在高温、高压电领域的应用受限，因此市场亟待新型添加剂在耐高温、高电压、阻燃等领域发挥作用。
其中新型锂盐添加剂LiFSI作为一款非常优秀的新型锂盐添加剂，可以提高电解液的电导率、高低温性能和耐水解性，同时还能抑制气胀，安全性能高，未来在低温、高电压、高倍率电解液中有着广泛应用。
目前包括天赐、新宙邦等在内的国内主流电解液厂家和添加剂厂家都在积极建设LiFSI产线。
电解液的选择很大程度上决定着电池的工作机制，影响着电池的比能量、安全性、循环性能、倍率性能以及电池的成本等。电解液应用技术发展以配套电池能量密度提升和提升现有体系性能并重。
随着新能源汽车市场的发展，动力电池需求量非常大，我们需要站的更高一些，要满足新能源汽车，站在汽车的角度看待电解液的需求，对电解液会有新的理解。所以建议行业进行整合，现有电解液厂和电池厂一定要融合到一起，才能很好的满足新能源汽车对电池的需求。
(关键字：三元 锂盐)