国家自然科学基金史冬梅：全球各国正竞逐下一代电池技术

撰稿丨电池中国

19日，在臻锂新材冠名的“电池材料迭代与产业化应用”专场主题论坛上，国家自然科学基金委员会高技术研究发展中心技术总师史冬梅发表了题为《先进电池技术发展现状及态势》的主题演讲。

以下是史冬梅主题演讲内容：

尊敬的各位领导、各位嘉宾：非常高兴参加今天的大会，刚才主持人已经说了我介绍的题目相对比较宏观。

大家都知道近年来在碳中和目标背景的推动下，我们全球的电池技术和产业发展迎来了前所未有的发展机遇，我国新能源汽车和动力电池走在了全球前列，但近几年美、日、韩、欧盟以及英国这些主要发达国家和地区也非常高度重视电池技术的发展纷纷制定了一系列战略、政策，也做科技计划的一些部署和支持。下面我就从这样几个方面做个介绍。

在战略层面美国2021年就发布了面向2030国家锂电池的蓝图，提出重点关注下一代锂电池，特别是到2030年实现固态和锂金属电池的规模化生产。去年又进一步研判了美国锂电池供应链安全问题，发布了供应链的报告，也提出2030关键的电池材料以及电池要实现50%和90%的美国本土制造，原材料要50%实现北美供应。在2030年关键材料和电池制造要满足100%的国内需求，特别是围绕成为全球领导者这一目标，也围绕提出了要加强基础研究，加快技术成果转化的一系列措施。

同时去年美国也发布了关于电池技术研发的战略围绕基础研究提出要理解预测并控制物质相互作用，在应用基础研究围绕电动汽车提出要发展下一代锂离子电池、锂金属电池、锂硫电池等一些重点方向。

围绕着锂电池产业链的发展，2021年美国《两党基础设施法案》中也提出要对电池组件、关键矿物和材料给予补贴。从2022、2023、2024连续三年，每年能源部投入将近30亿美元来支持一批项目，这里面涉及到里镍等关键矿物以及正负极材料以及电池的回收利用，比如今年支持的规模都是1个多亿以上，加快电池整个产业链在美国的本土化生产。

日本2022年发布了电池产业战略，提出了三大目标：目标一，现有锂电池产业链上游的发展；目标二，加快技术开发，率先实现全固态锂电池的商业化应用；目标三，2030年要占全球市场20%的目标。围绕这个战略目标也提出来了通过绿色基金来加快电池和材料技术的研发，特别是强调了性能测试安全体系建设。

围绕着在日本本土建立电池产业链，经产省也提出对设备的投资给予1/3的补贴，今年9月份日本政府也发布了对电池汽车企业给予3,500亿日元的补贴，这里面涉及到材料相关的零部件，希望通过补贴政策使日本电池的产能提高50%以上。受资助的企业包括丰田、日产等等。

韩国2021年发布了《电池产业战略》也提出了全固态电池、锂硫电池和锂金属电池这三个技术路线，2023和2030的目标，2022年又在它发布的革新战略里强化了要成为全球领先的宏伟目标。

去年也发布了关于电池研发的战略，提出未来五年要支持十四项技术，这里面包括突破目前能量密度的限制，提高安全性，以及利用非稀缺的原料开发，也涉及到刚才说的三大技术路线。

此外韩国加强了与美国在电池领域政策的互动，今年韩国政府宣布为本土的电池企业提供九万亿韩元的财政资助，同时三个头部企业LG新能源、SK on、三星SDI也分别与美国车企加强合作，在美国建立电池工厂，也得到了美国相应的政策补贴资助。同时美韩两国围绕电池领域还加强了全方位的合作，包括金属锂电池、全固态电池、钠离子电池等的研发、人才交流和安全性以及数据库的建设等等。

欧盟去年也发布了它新一版的电池研发的路线图，这个路线图是以产业发展为目标，提出了中长期优先发展的一些重点方向，涉及到新兴技术、先进材料等等6个方向，聚焦了将近50个主题。

这里面的新兴技术包括：金属空气电池、金属锂硫电池等等。

围绕先进材料提出了五个战略主题包括：第四代的固态电池材料开发，长效锂电池材料的开发，钠离子电池研发以及重视材料的可持续性，减少关键材料的使用以及安全性和利用AI来发现新材料。

英国去年发布了首个电池战略，提出了2030年要实现具有全球竞争力的电池供应链的目标，同时也提出他的思路是设计、制造、可持续，围绕2030实现这个战略目标，因为政府也提出要提供20亿英镑的新投资，包括建立相关的一些研发平台和中心。

围绕这些战略各国也加快了科技计划的部署，像美国2021年就部署了2.09亿美元来支持橡树岭等8家国家实验室，围绕着固态电池不同的技术路线进行研发，包括硫化物、复合固态电解质等等。今年也发布了电池供应链安全的研发计划，这里面投入7,000万美元有27个项目，包括高容量长循环寿命的锂硫电池等。

日本大家都知道在固态电池长期进行布局，目前在实施的有高性能电池及材料研发，这个项目资助了10个课题，这里面涉及到全固态电池，超高离子的导电聚合物研发等等。

还有电动汽车创新电池的研发，这里面涉及到氟化物电池和新负极电池，目前还有一个围绕着下一代全固态电池基础研究的项目，这是由他的材料评价中心来牵头，日本的主要研发机构和重要的企业都一起参与，这也是加强它技术研究的能力。

韩国政府去年和头部企业共同投资20万亿韩元，这个是围绕2030年加强先进电池技术的研发，去年韩国政府也部署了一个下一代电池技术的研发项目，在安全性、硫化物全固态电池中重点研究的课题有固态电解质制造工艺以及高容量可堆叠的电池制造工艺等等。今年政府还表示，对相关电池技术要进一步给予5,000亿韩元的投资，除了下一代电池也包括磷酸铁锂目前终端电池的研发。

欧盟在地平线计划2021-2027也设置了竞争可持续的欧洲电池这样一个专项，2023、2024都部署了一批项目，比如2023主要围绕它新的电池法案，这里面涉及到创建数字护照、跟踪电池材料等等，特别是强调了电池技术的回收，在今年布局的项目里面也强调了可持续电池材料的开发。

近年来固态电池是各国重点发展的一个方向，除了政府的积极支持，实际上在美国、日韩的一些企业也加快了固态电池的产业化步伐。像美国一批由车企资助的初创企业今年也都取得了比较大的进展，像Factorial Energy（奔驰和Stellantis领投），今年就向宝马奔驰交付了电池的B样，9月份公布的硫化物的电池能量密度已经达到了450Wh/kg，QuantumScape氧化物固态电池也通过了大众的测试。

日本的电池企业和材料企业也是比较有优势的，近年来也取得比较大的进展，像松下今年就建立了一个最大的电池研发中心。东京电器TDK今年也开发了氧化物固态电池，麦克赛尔开发的是圆柱形硫化物全固态电池，它的温度上限能够达到150℃。此外像三井金属主要量产了硫化物的电解质。

日本刚才讲了它的扶持政策力度也比较大，三家列举的丰田、本田和日产汽车企业也纷纷给出了它固态电池的时间表，丰田的固态电池全球数量专利最多，今年政府批准了它的量产计划2026年正式启动固态电池的生产，2030年要实现9GWh的目标。

韩国三个 LG能源：三星SDI、SK on也是电池研发和产业化的主力，LG能源它的目标2026年实现聚合物级的半固态电池商业化，2027年锂硫电池能量密度要达到每公斤500Wh特别是刚刚LG与美国星链公司也达成了协议，为星链开发电池。三星SDI主要聚焦硫化物电池，2027年要实现这个量产的目标。

以上通过这几个主要国家发展战略和一些布局的启示可以看到，这些国家都有明确的2030的技术路线图有的到了2050。围绕着这个战略目标，它的科技计划也都及时的予以部署，特别是加强了政府研究机构产业的互动，同时也重视从原材料、先进材料、电池的设计制造以及回收利用全产业链的系统布局，有很多的优惠政策来鼓励。

从技术发展的方向，包括低成本、高能量密度、高功率密度，昨天各位专家都已经做了介绍，然后聚合物、氧化物、硫化物、锂金属等这些固态电池多条技术路线方向都取得比较好的一些进展。另外也非常重视电池的回收可持续化以及数字化、智能化，今天我们这个主场是材料，利用AI来加快材料的研发也是各国的共识。

我们国家已经是电池全球生产的大国，在新的竞争形势下也提出了一些建议，给相关的领导也得到了一些采纳，把握国际发展趋势来制定我国的中长期发展战略，特别是加快固态电池的一些布局，目前已经很大力度的我们国家在做这些工作，特别也强调了加强国家创新平台的建设，完善我们创新的生态体系。