动力电池产业化发展的路径
随着不同技术路线动力电池产品工程化、商业化发展，锂离子动力电池技术正朝着更高的能量密度、循环寿命等指标逐渐进步。其中，正极材料采用高镍三元材料，负极加入纳米硅形成硅碳负极材料，电解质逐渐由液态发展为固态，以实现更高的锂电池能量密度产品与相关市场领域产业化。
3.1高镍三元正极材料
3.1.1技术原理、优缺点
三元材料目前是高能量密度动力电池最优选择。高镍三元短期内正在成为动力电池应用主流。三元材料结合了镍（提升电池容量）、钴（提高离子导电性）、锰（稳定结构）的性能优势，是近阶段高能量密度、高性能和低成本的主流产品。到2020年，我国高镍三元锂电池产业化能量密度指标是300Wh/kg，力争实现350Wh/kg。
高镍三元材料在技术方面仍存在一定的缺点。一是高镍三元材料的镍比例提升，加剧镍锂离子混排，降低了放电比容量；二是镍在脱嵌锂过程中相变导致体积变化，降低了材料结构稳定性，进而导致循环寿命下降；三是碳酸锂等杂质在高镍正极材料上更易形成，高温环境会导致胀气，杂质与电解液发生副反应，最终导致循环寿命下降，；四是镍含量的增加产生热量，使得正极材料热稳定性下降；五是高镍三元材料表面杂质增加，电解液配方优化方案目前仍属难题。
3.1.2研发及产业化、主要研发企业
国际方面，松下、三星SDI、LG化学等企业高镍三元电池已经实现量产（松下镍钴铝三元材料电池配套特斯拉车型，镍、钴、铝比例为8:1.5:0.5，单体电芯能量密度为300Wh/kg）。
国内方面，目前企业普遍在研发三元材料622体系、811体系技术，尚未大规模量产。宁德时代、比亚迪、力神、国轩高科等行业领先企业在高镍三元锂电池研发方面已取得进展。比亚迪、中航锂电、比克电池的正极材料采用高镍三元材料，负极材料选用纳米硅材料体系,2020年能量密度拟提升到300Wh/kg。宁德时代高能量密度电芯采用高镍三元/硅碳材料体系,计划2020年达300Wh/kg。国轩高科、中电力神、亿纬锂能的高能量密度电芯采用高镍三元正极和硅基负极材料体系,计划2020年达300Wh/kg。
3.2硅碳负极材料
3.2.1技术原理、优缺点
纳米硅与石墨形成的硅碳负极材料，能够有效提升锂电池的克容量，进一步实现更高的能量密度。从目前已产品化的硅碳负极材料性能来看，相比于石墨负极材料而言，硅碳负极材料最大的优势在于比容量的提升。硅碳负极材料的最低比容量均都超过石墨负极材料的理论比容量。石墨的理论能量密度是372mAh/g，硅负极的理论能量密度高达4200mAh/g。
尽管如此，硅碳负极材料目前仍存在缺点，一是硅体积在充放电的过程产生体积膨胀100%～300%，一定程度上影响电导率。二是硅为半导体，导电性与石墨存在差距，在锂离子脱嵌过程中不可逆程度大，首次库伦效率发生下降。
