電池技術一直是新能源汽車發展的重要基礎,包括現在的機器人、無人機等高科技產品的發展都受 到電池技術的影響。
事實上,電池技術已經發展了超百年,最早的鉛酸電池到現在已經發展了超過一百年,鎳鎘電池、鎳氫電池中間也發展了幾十年,再到近三十年的鋰離子電池的出現,徹底改變消費電子、新能源汽車、儲能三大賽道,成為目前主流的電池技 術。
而對于下 一代電池技術,大家也都非常關注,目前大家短期內能看到的就是全固態電池,普遍預計2027年小批量裝車,2030年量產裝車。同步發展的還有能力密度不高,但 是成本更低的鈉離子電池。
那么未來 十年,甚至二十年三十年后的電池技術將是什么呢?近日,寧德時代再次給出了答案。中國工程院院士、寧德時代首席科學家吳凱在2026裝備強國論壇上表示,寧德時代遠期將聚焦鋰空氣電池研發,其理論能量密度為現有鋰電池的5-10倍,是下一代電池技術競爭焦點。
鋰空氣電池可以說下一代電池技術的終極方向。我們查閱了一下相關資料顯示,鋰空氣電池理論能量密度高達3500Wh/kg。
大家知道,目前液態鋰電池能量密度天花板也就350Wh/kg左右,鋰空氣電池能量密度幾乎是當前液態鋰電池的5–10倍,已經接近燃油能量密度。也遠 遠高于 能量密度在500–600 Wh/kg的全固態電池,以及還在研究階段的理論能量密度在800–1000 Wh/kg的鋰硫電池。
事實上,在20 世紀70年代就有了鋰空氣電池的概念,并且90年代出現了第一個可充電的鋰-氧(Li-O2)電池。美國IBM公司在2010年前后也曾做過相關的研究。到了2 024年,鋰空氣電池實現突破,美國研究團隊在《自然》雜志上發表的文章顯示,制成了循環超過700次的鋰空氣電池。2025年,他們再次實現突破,在實驗室制成了一塊能量密度達到了1200Wh/kg、循環次數達到了1000次的鋰空氣電池。
當然,這種鋰空氣電池目前還在實驗室驗證階段,真 正商業化應用可能至少10年以上。 就像我們喊了很多年的全固態電 池一樣,中間還有很多的問題要解決, 但是它是我們必須關注的下一代電池技術的方向。
最后我們再簡單介紹一下鋰空氣電池的原理。鋰空氣電池屬于金屬 -空氣電池的一種,核心是用金屬鋰做負極、空氣中的氧氣做正極活性物質,被稱為 “可呼吸電池”。

它與現在的鋰電池最大的區別是電池正極,鋰離子電池的正極是一整塊實心的NCM或LFP顆粒涂層(密度大、重),而鋰空氣電池的正極是一塊多孔海綿狀的碳材料,主要作用就是讓空氣進去,并提供電子通路和催化反應表面。
有個非常形象的比喻,說鋰離子電池就像保溫杯, 水(能量)全裝在杯子里,要想有更多的能力,就要把杯子做得更大。而鋰空氣電池像是把杯底換成一根吸管插在大海里,杯子本身只裝一點點鋰(負極),水(氧氣)從外面吸,杯子本身可以做得很輕。
鋰空氣電池看著能量密度大,上限特別高,但是目前也還有不少問題需要解決。比如放電主要產物為過氧化鋰(Li?O?),其電子電導率僅約5×10?²? S/cm,屬于絕緣體。現在是即便使用頂級雙功能催化劑,也難以徹底解決產物絕緣帶來的動力學遲緩問題。還有電解液穩定性差,副反應泛濫的問題,以及金屬鋰負極失效:枝晶、鈍化、粉化,等等各種問題。
總之,從理論上,鋰空氣電池的能量密度上限更高,是值得我們關注和研究的方向,但是短時間內還很難有大的突破。寧德時代說鋰空氣電池是下一代電池技術競爭焦點,也是表明其對未來電池技術的關注。
責任編輯: 張磊