在此背景下，全球的充電電池開發(fā)競爭日趨激烈。開發(fā)的主線是為鋰離子充電電池探索新的可用材料（圖2）。現(xiàn)行EV鋰離子充電電池一個(gè)單元的能量密度為60～140Wh/kg。小型EV充電1次只能行駛160公里左右。因此，EV首先需要將電池單元的能量密度提高到250Wh/kg左右，使1次充電的行駛距離達(dá)到約300公里。
圖2：純電動(dòng)汽車的普及必須依靠電池性能的飛躍
EV和PHEV使用的鋰離子充電電池的能量密度將力爭在2020年達(dá)到250Wh/kg，在2030年達(dá)到500Wh/kg，實(shí)現(xiàn)全面普及。
為了提高容量，硅（Si）類負(fù)極材料即將在車載領(lǐng)域投入實(shí)用。在理論上，硅能夠?qū)崿F(xiàn)的容量，約是當(dāng)前使用的石墨材料的10倍。但硅在充放電時(shí)的膨脹和收縮過大，壽命方面存在難點(diǎn)。
作為改善膨脹和收縮問題，同時(shí)提高容量的材料，一氧化硅（SiO）等硅類氧化物成為了關(guān)注的焦點(diǎn)。例如，大阪鈦業(yè)科技推出了具備非晶構(gòu)造的一氧化硅。該公司制造的一氧化硅的負(fù)極容量為1700～1800mAh/g，大約是石墨的5倍。
積水化學(xué)工業(yè)也證實(shí)，通過利用自主開發(fā)的硅類氧化物，能夠?qū)崿F(xiàn)340Wh/kg左右的能量密度。其特點(diǎn)是使用離子導(dǎo)電度與電解液相當(dāng)?shù)哪z電解質(zhì)，無需注入電解液，只需一道涂布工序即可完成整個(gè)單元的制造。
積水化學(xué)工業(yè)將從2014年夏季開始供應(yīng)樣品，在2015年首先面向消費(fèi)類用途實(shí)現(xiàn)商品化。而車載用途需要材料認(rèn)證、適用審查等繁瑣的步驟，商品化最早也要等到2018年前后。
力爭達(dá)到500Wh/kg
還有看法認(rèn)為，EV要想趕上當(dāng)前的汽油車，使行駛距離達(dá)到500公里以上，才能真正進(jìn)入EV時(shí)代，此時(shí)電池單元的能量密度要提高到500Wh/kg以上。這就需要采用新的電池構(gòu)造。比方說爭取使用金屬鋰（Li）和硫（S）等大容量電極材料，但傳統(tǒng)的電解液存在的課題眾多，因此，使用固體電解質(zhì)的全固體電池成為了關(guān)注的焦點(diǎn)。
在基礎(chǔ)研究中，與只有1個(gè)電子活動(dòng)的1價(jià)鋰離子相比，使用擁有2個(gè)電子的鎂（Mg）、鋁（Al）、鈣（Ca）的多價(jià)陽離子電池更加活躍。除此之外，這些金屬材料的儲量豐富。不同于鋰電池，可以使用鐵類正極材料的鈉離子充電電池的研發(fā)也熱氣騰騰。
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