丰田汽车(Toyota Motor)和松下公司(Panasonic)正式宣布，将在2020年底前共同设立开发、生产电动汽车(EV)等车载电池的新公司。双方出资比率为丰田51%、松下49%，新公司将成为丰田的子公司。新公司将接管丰田和松下的电池开发及生产部门，总共涉及约3500名员工，还计划共同开发可大幅度延长EV行驶距离的全固态电池。除了提供给美国EV厂商特斯拉的电池，松下车载电池业务的大半将移至新公司。其中包括兵库县加西市以及中国大连的工厂。

随着世界范围内对新能源产业发展的不断关注，以电池技术为代表的储能技术得到了长足的发展。目前，传统锂离子电池技术较为成熟，但是随着电动化趋势愈加明显，市场上对于电池技术发展的要求越发急迫。锂离子电池似乎已经达到瓶颈，必须加快发展新一代电池技术，国内外各大研究机构对下一代电池技术也进行了大量研究。

全固态电池技术

固态电池被看作下一代最有希望替代液态锂电池的动力来源，采用全固态电池技术可大幅度提高电池的安全性能，同时提升电池的能量密度。固态电池采用了固态的电解质，具有不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题的特点，在高压下更稳定。

虽然目前世界各国都在全固态电池技术上取得了重大突破，但是总体上全固态电池技术仍具有一定的缺陷，主要为：①固态电解质跟传统电解液相比电导率偏低，内阻较大，高倍率放电时电压降较大；②目前制备工艺较为复杂、技术不成熟，导致生产成本居高不下。

为了在下一代电池技术中取得有利地位，世界各大厂商纷纷布局。英国的Dyson于2015年收购了固态电池制造商Sakti3，并表示会出资十几亿美元用于开发固态电池；宝马公司在2017年12月宣布与电池技术公司Solid Power建立新的合作伙伴关系，开发并计划商业化电动汽车的固体电池技术。除了以上企业外，美国马里兰大学、东京工业大学、日本丰桥技术科学大学、瑞士苏黎世联邦理工学院等研究机构均关注全固态电池技术。

除清陶外，宁德时代新能源也在积极开发部署固态锂金属电池技术，珈伟股份也发布了其首例固态锂电池产品，说明我国全固态电池技术正在快速发展。

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钠离子电池技术

地壳中钠元素的含量非常丰富，钠元素含量为2.74%，而锂的含量仅为0.0065%，钠元素是锂元素的422倍。钠元素因含量丰富、价格低廉、环境友好、与锂的电化学性能相似而获得广泛关注。钠离子电池具有与锂离子电池类似的工作原理，正负极由两种不同的钠离子嵌入化合物组成。充电时，Na+从正极脱出经过电解质嵌入负极，同时电子的补偿电荷经外电路供给到负极，保证正负极电荷平衡。放电时则相反，Na＋从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极。

影响钠离子电池的技术难点主要为钠离子的离子半径（r=0.113nm）比锂离子（r=0.076nm）大35%以上，由此引起脱嵌动力学困难，并造成结构的坍塌。此外，钠离子电池的能量密度低于锂离子电池也是影响钠离子电池发展的原因。

针对上述问题，可以从以下几方面解决：首先，构建大隧道、导电性良好的材料以提高钠离子扩散动力学稳定结构；其次，通过掺杂来提高元素稳定性；再次，开发无氧的材料结构，减弱钠离子的键合作用；最后，开拓非晶材料结构，为钠离子的迁移提供更宽松的环境。

目前，日本的产综研、韩国蔚山科学技术大学、韩国首尔大学、德国伊尔梅瑙理工大学以及国内的中科院和武汉大学等科研机构都在钠离子电池领域取得了重大的进展。此外，日本住友电气、日本住友化学、日本杰士汤浅、日本三菱化学以及日本丰田等公司均对钠离子电池进行了研究。

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锂硫电池技术

锂硫电池是一种新型二次电池体系，电池结构以金属锂为负极、单质硫为正极，具有原材料含量丰富，制备成本低廉，环境友好等特点。锂硫电池中硫正极的理论比容量可以达到1675mAh/g，金属锂负极的理论容量更是高达3860mAh/g，这致使锂-硫电池体系具有高达2600Wh/kg的理论比能量值，为现有锂电池的5倍左右，是最具发展潜力的高能化学电源体系之一。

锂硫电池技术目前仍具有较多的问题需要解决，这也是阻碍其商品化的重要原因。其一，硫以及多硫化合物中间产物结构与形貌的变化将导致硫电极的接触不稳定；其二，溶解的多硫化合物具有“穿梭效应”会使活性物质流失导致比容量急剧衰减；其三，充放电过程中电极容易发生体积膨胀；其四，硫的自放电现象导致了电池容量的损失；其五，沉积在负极上的锂会导致锂枝晶的生长，造成安全隐患。

目前，锂硫电池技术也是国内外广泛研究的下一代电池技术之一。美国马里兰大学的研究团队制备了新型锂硫电池复合正极材料，采用Li₂S作为活性材料，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为碳源，Li₆PS₅Cl作为固态电解质，经过共沉淀和高温碳化处理制得。这种复合电极具有优秀的倍率性能，在50mA/g的电流密度下循环60次，相对容量可高达830 mAh/g。

我国也对锂硫电池进行了相关研究，北京大学的研究团队以琼脂为原材料，采用高温碳化工艺制备了一种三维垂直排列多孔碳纳米片并应用于锂-硫电池中。在837mA/g的电流密度下得到了高达844mAh/g的稳定可逆容量以及几乎为100%的库伦效率。循环300次后，容量保持率约为80.3%，倍率性能优异。

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锂空气电池技术

锂空气电池是金属空气电池的一种，主要由锂（金属）负极、空气电极和电解液组成。空气电极可以持续的从周围环境中汲取反应所需的活性物质，也就是氧气，这也使其具有很高的理论比能量。金属空气电极有多个种类，包括锂空气电池、锌空气电池、镁空气电池、铝空气电池等，其中锂空气电池具有最高的理论比能量。

锂空气电池被认为是电动汽车的终极动力来源，此前，福特公司的研究团队曾在锂空气电池中引入双极板构型，所开发的电池能量密度和功率密度都达到了美国先进电池联合会的要求，但是成本过高（238美元/kWh），无法大范围推广。除福特外，丰田、IBM都对锂空气电池进行了大量研究，但是目前尚无产业化。

发展至今，锂空气电池仍然是一种概念性电池技术，有着多种无法解决的问题，真正的产业化之路至少还需要10年的时间。

新能源汽车的快速发展一定程度上加快了市场电动化的趋势，企业激烈角逐动力电池新技术，是为了能在下一代技术和市场竞争中取得有利地位，而新技术的研发和应用对新能源汽车的普及也将提供强力支撑。究竟哪项新技术能够改写电池产业格局？仍需要在不断的技术研发与实际应用中寻找答案。