中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：先進(jìn)電池被列為美國(guó)四大關(guān)鍵產(chǎn)品供應(yīng)鏈之一，也是美國(guó)保持并提升經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力、實(shí)現(xiàn)清潔能源轉(zhuǎn)型的重要手段。近年來(lái)美國(guó)政府陸續(xù)出臺(tái)政策，支持美國(guó)完整的先進(jìn)電池產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，并加大對(duì)科技的投入和創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)，企業(yè)界也紛紛加大電池領(lǐng)域的投資力度。本工作介紹了美國(guó)政府近期出臺(tái)的扶持先進(jìn)電池技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的政策，包括白宮發(fā)布《先進(jìn)電池供應(yīng)鏈安全百日評(píng)估報(bào)告》、拜登政府在《基礎(chǔ)設(shè)施投資和就業(yè)法案》中設(shè)立電池相關(guān)條款，以及政府制定《美國(guó)鋰電池2021—2030國(guó)家藍(lán)圖》和發(fā)布《儲(chǔ)能大挑戰(zhàn)路線圖》等。分析了美國(guó)政府部門對(duì)電池創(chuàng)新的支持和相關(guān)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)，包括設(shè)立儲(chǔ)能、電池、先進(jìn)車輛等技術(shù)研發(fā)計(jì)劃和專項(xiàng)。綜述了在政策支持下，美國(guó)先進(jìn)電池產(chǎn)業(yè)投資實(shí)施方案和發(fā)展動(dòng)態(tài)，包括汽車企業(yè)加大電池產(chǎn)業(yè)投入、一批美國(guó)初創(chuàng)電池企業(yè)快速成長(zhǎng)、電池供應(yīng)鏈投資加大等。在此基礎(chǔ)上，研究了美國(guó)先進(jìn)電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)我國(guó)電池領(lǐng)域發(fā)展帶來(lái)的影響，并提出了我國(guó)應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的政策建議。
關(guān)鍵詞 先進(jìn)電池；電池產(chǎn)業(yè)鏈；科技計(jì)劃；科技政策
美國(guó)拜登政府為了通過(guò)綠色經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)其整體經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，將能源氣候領(lǐng)域作為其新政的重中之重，并提出2050年實(shí)現(xiàn)美國(guó)凈零排放的目標(biāo)。2021年先進(jìn)電池被列為美國(guó)四大關(guān)鍵產(chǎn)品供應(yīng)鏈之一，拜登政府認(rèn)為先進(jìn)電池技術(shù)對(duì)于電動(dòng)汽車、固定儲(chǔ)能系統(tǒng)等領(lǐng)域的重要性與日俱增，是實(shí)現(xiàn)清潔能源轉(zhuǎn)型和脫碳目標(biāo)、提升美國(guó)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的重要技術(shù)。為了推動(dòng)先進(jìn)電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，美國(guó)政府陸續(xù)出臺(tái)一系列政策，支持國(guó)內(nèi)先進(jìn)電池產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，同時(shí)，加大科技投入和創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)力度，產(chǎn)業(yè)界也加大電池領(lǐng)域的投資。鑒于此，通過(guò)分析美國(guó)政府系列措施對(duì)我國(guó)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展將帶來(lái)的影響和挑戰(zhàn)，提出對(duì)我國(guó)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的啟示和政策建議。
1 制定國(guó)家戰(zhàn)略、計(jì)劃和扶持政策
1.1 發(fā)布《先進(jìn)電池供應(yīng)鏈安全百日評(píng)估報(bào)告》
自拜登政府將先進(jìn)電池列為美國(guó)四大關(guān)鍵產(chǎn)品供應(yīng)鏈之一，美國(guó)能源部在2021年6月發(fā)布《先進(jìn)電池供應(yīng)鏈安全百日評(píng)估報(bào)告》，報(bào)告認(rèn)為大容量電池對(duì)美國(guó)經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全至關(guān)重要，并針對(duì)國(guó)內(nèi)電池供應(yīng)鏈脆弱的問(wèn)題提出了政策建議。
報(bào)告指出，在先進(jìn)的大容量電池領(lǐng)域，美國(guó)目前在主要電池部件和電池制造方面的全球市場(chǎng)份額不到10%。美國(guó)作為電動(dòng)車凈出口國(guó)，但嚴(yán)重依賴從中國(guó)等國(guó)進(jìn)口先進(jìn)電池組所需的原材料，其供應(yīng)鏈脆弱體現(xiàn)在供應(yīng)鏈關(guān)鍵技術(shù)的可用性低、成本高以及制造先進(jìn)電池的勞動(dòng)力缺乏等。預(yù)計(jì)到2030年，全球鋰電池市場(chǎng)將增長(zhǎng)5～10倍，美國(guó)必須立即進(jìn)行投資，在本土擴(kuò)大安全、多樣化的大容量電池供應(yīng)鏈。
報(bào)告評(píng)估了大容量電池供應(yīng)鏈的主要環(huán)節(jié)，并針對(duì)潛在漏洞風(fēng)險(xiǎn)提出政策建議。如在原材料生產(chǎn)方面，高容量鋰離子電池關(guān)鍵材料(尤其是鎳、鋰和鈷)存在上游供應(yīng)鏈的風(fēng)險(xiǎn)，本土開采重點(diǎn)應(yīng)根據(jù)已知儲(chǔ)量來(lái)滿足所需的關(guān)鍵材料(如鋰)生產(chǎn)；在材料精煉和加工方面，目前存在不足，應(yīng)提高材料精煉與加工以及回收利用能力來(lái)保障供應(yīng)鏈安全；在電池材料制造和電池制造方面，美國(guó)本土的產(chǎn)能占全球市場(chǎng)份額不到10%；在電池組件和終端產(chǎn)品制造方面，可滿足北美地區(qū)的電動(dòng)汽車生產(chǎn)需求，但仍落后于其他市場(chǎng)；在電池報(bào)廢和回收方面，可以加強(qiáng)關(guān)鍵材料的回收利用，減少新的采礦需求。為建設(shè)具有彈性的大容量電池供應(yīng)鏈，提出的政策建議包括：刺激國(guó)產(chǎn)大容量電池的終端產(chǎn)品使用需求(含運(yùn)輸業(yè)、公用事業(yè)部門)；加強(qiáng)關(guān)鍵先進(jìn)電池礦物的可靠來(lái)源供應(yīng)(包括：制定針對(duì)各類礦產(chǎn)的戰(zhàn)略、全面提高勞動(dòng)和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)回收利用政策)，確?；厥蘸吞幚淼玫椒献罡攮h(huán)境標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)可持續(xù)的本土電池材料、電池和電池組生產(chǎn)，對(duì)保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)至關(guān)重要的人才和創(chuàng)新加大投資。
針對(duì)報(bào)告的評(píng)估結(jié)果，美國(guó)能源部立即采取了強(qiáng)化美國(guó)本土先進(jìn)電池供應(yīng)鏈行動(dòng)，聯(lián)合發(fā)布《美國(guó)鋰電池2021—2030年國(guó)家藍(lán)圖》，為電動(dòng)汽車先進(jìn)電池供應(yīng)鏈提供約170億美元的融資，用于在美國(guó)重新裝備、建立或擴(kuò)建此類電池供應(yīng)鏈生產(chǎn)設(shè)施。
1.2 制定《美國(guó)鋰電池2021—2030年國(guó)家藍(lán)圖》
美國(guó)能源部、國(guó)防部、商務(wù)部、國(guó)務(wù)院四部門聯(lián)合組建了聯(lián)邦先進(jìn)電池聯(lián)盟(FCAB)，聯(lián)邦先進(jìn)電池聯(lián)盟將美國(guó)國(guó)內(nèi)鋰電池供應(yīng)方面相關(guān)的聯(lián)邦機(jī)構(gòu)聚集在一起，以建立美國(guó)本土鋰電池材料和技術(shù)的完整供應(yīng)鏈，指導(dǎo)聯(lián)邦政府對(duì)美國(guó)國(guó)內(nèi)鋰電池制造價(jià)值鏈的投資，應(yīng)對(duì)未來(lái)鋰電市場(chǎng)的大幅增長(zhǎng)，為美國(guó)帶來(lái)清潔能源制造業(yè)的就業(yè)機(jī)會(huì)，進(jìn)而加速建設(shè)強(qiáng)大的、安全的美國(guó)本土先進(jìn)電池工業(yè)基礎(chǔ)。
聯(lián)邦先進(jìn)電池聯(lián)盟發(fā)布了首份由美國(guó)政府主導(dǎo)制定的鋰電池發(fā)展政策——《美國(guó)鋰電池2021—2030年國(guó)家藍(lán)圖》。對(duì)于鋰電池供應(yīng)鏈的每一個(gè)階段，該藍(lán)圖確定了聯(lián)邦機(jī)構(gòu)可以采取的關(guān)鍵行動(dòng)，以增強(qiáng)美國(guó)鋰電池行業(yè)的實(shí)力。藍(lán)圖提出5大愿景目標(biāo)：一是確保原材料、精煉材料和加工材料的可靠供應(yīng)，努力尋求可持續(xù)的替代品，減少對(duì)鈷和鎳等稀有材料的依賴；二是加快美國(guó)鋰電池材料加工的發(fā)展，減少鋰電池中關(guān)鍵原材料的使用并提高陰極、陽(yáng)極、電解質(zhì)等電池材料加工工藝水平，達(dá)到降低成本的目的；三是制定聯(lián)邦政策框架，支持美國(guó)電極、電池芯、電池組的發(fā)展，特別是要建立公平和持久的供應(yīng)鏈，鼓勵(lì)鋰電池需求市場(chǎng)的增長(zhǎng)；四是形成報(bào)廢鋰離子電池的再循環(huán)利用價(jià)值鏈，同時(shí)開發(fā)新方法降低回收成本；五是加強(qiáng)對(duì)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的科技人才隊(duì)伍的支持，為美國(guó)建立具有競(jìng)爭(zhēng)力和公平性的鋰電池供應(yīng)鏈提供人才保障。藍(lán)圖的核心目的是建立美國(guó)鋰電池材料、部件供應(yīng)、自主生產(chǎn)、回收以及科研引領(lǐng)能力。在研發(fā)方面，藍(lán)圖提出了2030年要實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)期目標(biāo)，包括：加快研發(fā)，實(shí)現(xiàn)示范和規(guī)?；a(chǎn)革命性的電池技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本低于60美元/kWh和比能量為500 Wh/kg，以及不含鈷和鎳固態(tài)和鋰金屬電池。
1.3 發(fā)布《儲(chǔ)能大挑戰(zhàn)路線圖》
2017—2020年期間，美國(guó)能源部在儲(chǔ)能相關(guān)技術(shù)研發(fā)投入了16億美元資金，平均每年4億美元。雖然儲(chǔ)能業(yè)務(wù)相關(guān)部門已制定了各自的發(fā)展目標(biāo)與方向，但能源部尚未提出全面解決儲(chǔ)能問(wèn)題的系統(tǒng)戰(zhàn)略。為此，能源部于2020年1月推出“儲(chǔ)能大挑戰(zhàn)”計(jì)劃，預(yù)算1.58億美元，支持以長(zhǎng)儲(chǔ)能為主的技術(shù)研發(fā)，旨在加速下一代儲(chǔ)能技術(shù)的開發(fā)、商業(yè)化和應(yīng)用，以維持美國(guó)在儲(chǔ)能領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)地位。
2020年12月，美國(guó)能源部正式發(fā)布了一份《儲(chǔ)能大挑戰(zhàn)路線圖》報(bào)告，報(bào)告的愿景是通過(guò)儲(chǔ)能技術(shù)使美國(guó)乃至全球能源系統(tǒng)更具彈性、靈活性、可承受性和安全性，進(jìn)一步提升儲(chǔ)能發(fā)展戰(zhàn)略地位。通過(guò)“三大技術(shù)”和“五大路徑”層層推進(jìn)美國(guó)在儲(chǔ)能領(lǐng)域的發(fā)展，打造以終端使用為目標(biāo)、研發(fā)和產(chǎn)業(yè)相結(jié)合的完整儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈，最終構(gòu)建、維持美國(guó)在儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域全球的領(lǐng)先地位，實(shí)現(xiàn)2030年美國(guó)本土制造能夠滿足美國(guó)所有市場(chǎng)需求，并達(dá)到美國(guó)創(chuàng)新、美國(guó)制造、全球部署及全球的領(lǐng)導(dǎo)地位。
其中儲(chǔ)能領(lǐng)域三大技術(shù)方向包括：雙向電力儲(chǔ)能技術(shù)、化學(xué)儲(chǔ)能和熱儲(chǔ)能技術(shù)、靈活性電源和可控負(fù)荷。其中在雙向電力儲(chǔ)能技術(shù)中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了鋰離子電池、鈉系(含鈉離子、鈉基金屬電池)二次電池、鉛酸電池、鋅體系二次電池，還包括其他金屬(鎂、鋁)體系電池、液流電池、可充電燃料電池、電化學(xué)電容器在內(nèi)的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)等。美國(guó)能源部確定了一系列成本目標(biāo)，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，美國(guó)能源部將推動(dòng)儲(chǔ)能在一系列領(lǐng)域的商業(yè)應(yīng)用，包括：滿足高峰需求期間的負(fù)荷，保障電網(wǎng)能夠滿足電動(dòng)汽車快速充電，確保關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施(包括信息通信技術(shù))的可靠性。到2030年，美國(guó)能源部要求長(zhǎng)期固定式儲(chǔ)能的平均成本降至0.05美元/千瓦時(shí)，比2020年降低90%；300英里續(xù)航電動(dòng)汽車的電池組成本降至80美元/千瓦時(shí)，與目前143美元/千瓦時(shí)的鋰離子電池相比降低44%。
五大路徑行動(dòng)包括：技術(shù)開發(fā)、制造和供應(yīng)鏈、技術(shù)轉(zhuǎn)化、政策與評(píng)估、勞動(dòng)力培養(yǎng)。在技術(shù)開發(fā)方面，當(dāng)前和未來(lái)的儲(chǔ)能研發(fā)活動(dòng)將圍繞以用戶為中心和維持美國(guó)長(zhǎng)期領(lǐng)導(dǎo)地位的目標(biāo)進(jìn)行部署，包括：①更新2030年之后的儲(chǔ)能技術(shù)性能和成本目標(biāo)，確定2030年前實(shí)現(xiàn)成本目標(biāo)的研發(fā)路徑和儲(chǔ)能技術(shù)組合；②開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的度量標(biāo)準(zhǔn)，支持美國(guó)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)(包括國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)、初創(chuàng)企業(yè))儲(chǔ)能技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室到市場(chǎng)轉(zhuǎn)化。在制造和供應(yīng)鏈方面，加強(qiáng)美國(guó)儲(chǔ)能制造業(yè)發(fā)展的技術(shù)、方法和策略，實(shí)現(xiàn)美國(guó)在創(chuàng)新和規(guī)模制造方面的領(lǐng)導(dǎo)地位，包括：①深入理解各種儲(chǔ)能技術(shù)生產(chǎn)和制造中的技術(shù)障礙和關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新降低制造成本，克服技術(shù)壁壘；②加速新興制造工藝的推廣，制定系統(tǒng)設(shè)計(jì)和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)；③強(qiáng)化國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈(包括與盟友)的合作，提高國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈彈性，推進(jìn)關(guān)鍵材料采購(gòu)的多樣化，改善回收利用過(guò)程，減少對(duì)國(guó)外原材料和零部件的依賴，建立國(guó)內(nèi)電池制造生態(tài)圈。在技術(shù)轉(zhuǎn)化方面，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證、示范項(xiàng)目、公私合作、融資業(yè)務(wù)模式開發(fā)以及高質(zhì)量市場(chǎng)數(shù)據(jù)的傳播，確保能源部研發(fā)成果向國(guó)內(nèi)市場(chǎng)轉(zhuǎn)化，包括：①加強(qiáng)外部合作伙伴與能源部國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作關(guān)系，加速技術(shù)創(chuàng)新推向市場(chǎng)進(jìn)程；②擴(kuò)大數(shù)據(jù)收集和分析，開展全球化項(xiàng)目技術(shù)測(cè)試，提供市場(chǎng)分析報(bào)告，降低技術(shù)市場(chǎng)轉(zhuǎn)化風(fēng)險(xiǎn)；③尋求行業(yè)合作和跨部門參與，解決儲(chǔ)能技術(shù)的融資風(fēng)險(xiǎn)。在政策與評(píng)估方面，提供數(shù)據(jù)、工具和分析方法，以支持政策決策并最大程度地發(fā)揮儲(chǔ)能的價(jià)值，包括：①識(shí)別和評(píng)估各地方政府政策法規(guī)，開發(fā)最前沿的數(shù)據(jù)、工具和分析系統(tǒng)，解決政策評(píng)估問(wèn)題；②制定一個(gè)協(xié)調(diào)、系統(tǒng)的客戶參與計(jì)劃，幫助利益相關(guān)方做出明智決定，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能技術(shù)的效用和價(jià)值最大化。在勞動(dòng)力培養(yǎng)方面，培養(yǎng)研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)營(yíng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的專業(yè)人才隊(duì)伍，包括：①對(duì)所有教育層次和目標(biāo)人群進(jìn)行需求評(píng)估和技能評(píng)估；②增加利益相關(guān)方的投入，為員工發(fā)展提供創(chuàng)新機(jī)會(huì)，促進(jìn)應(yīng)對(duì)更廣泛的儲(chǔ)能技術(shù)挑戰(zhàn)，滿足勞動(dòng)力發(fā)展需求。
除儲(chǔ)能技術(shù)外，美國(guó)能源部通過(guò)梳理各相關(guān)部門的職能，構(gòu)建各層級(jí)政府間以及各相關(guān)部門間儲(chǔ)能工作的協(xié)調(diào)與參與機(jī)制，并提出具體行動(dòng)及衡量行動(dòng)是否成功的標(biāo)準(zhǔn)。
1.4 加大力度推動(dòng)電動(dòng)汽車市場(chǎng)，帶動(dòng)電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展
2021年，為了推動(dòng)美國(guó)電動(dòng)汽車的未來(lái)向前發(fā)展、超越中國(guó)并應(yīng)對(duì)氣候危機(jī)，在美國(guó)《重建更好未來(lái)計(jì)劃》中制定了一個(gè)新目標(biāo)，即在2030年銷售的所有新車中，確保一半是零排放汽車，包括純電動(dòng)、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)或燃料電池電動(dòng)汽車。同年5月美國(guó)通過(guò)了《美國(guó)清潔能源法案》提案，提案計(jì)劃提供316億美元電動(dòng)車消費(fèi)稅收抵免，對(duì)滿足條件的車輛將稅收抵免上限提升至1.25萬(wàn)美元/車；同時(shí)，放寬汽車廠商享受稅收減免的20萬(wàn)輛限額，并將提供1000億美元購(gòu)置補(bǔ)貼；在滲透率達(dá)到50%后，稅收抵免政策將會(huì)在三年內(nèi)退出。同年8月，面對(duì)全球市場(chǎng)正在轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車的浪潮、美國(guó)在電動(dòng)汽車電池制造的競(jìng)賽中落后以及美國(guó)插電式電動(dòng)汽車銷量的市場(chǎng)份額僅為中國(guó)電動(dòng)汽車市場(chǎng)1/3等現(xiàn)狀，美國(guó)就加強(qiáng)清潔汽車和卡車方面宣布一系列行政命令。行政命令明確美國(guó)必須在清潔高效的汽車和卡車方面引領(lǐng)世界，圍繞實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，提出政府將優(yōu)先制定明確的標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)大關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，激勵(lì)關(guān)鍵創(chuàng)新，增加整個(gè)供應(yīng)鏈中就業(yè)機(jī)會(huì)。行政命令提出現(xiàn)在是美國(guó)通過(guò)投資推動(dòng)在電動(dòng)汽車制造、基礎(chǔ)設(shè)施和創(chuàng)新方面處于領(lǐng)先地位的時(shí)候，其目標(biāo)是建立有史以來(lái)第一個(gè)全國(guó)性的電動(dòng)汽車充電站網(wǎng)絡(luò)。在行政令中，福特、通用汽車和Stellantis聯(lián)合聲明表示“到2030年實(shí)現(xiàn)美國(guó)電動(dòng)汽車年銷量的40%～50%，以使美國(guó)更符合巴黎氣候目標(biāo)的零排放未來(lái)；希望政府及時(shí)部署實(shí)施在《重建更好未來(lái)計(jì)劃》中承諾的全套電氣化政策，包括購(gòu)買激勵(lì)措施、足夠密度的綜合充電網(wǎng)絡(luò)”。汽車創(chuàng)新聯(lián)盟總裁兼首席執(zhí)行官聲明：“汽車制造商致力于實(shí)現(xiàn)凈零碳運(yùn)輸?shù)奈磥?lái)，汽車行業(yè)已承諾投資超過(guò)3300億美元，將新型電動(dòng)汽車(EV)推向市場(chǎng)”。
1.5 美國(guó)《基礎(chǔ)設(shè)施投資和就業(yè)法案》中設(shè)立電池相關(guān)條款，加大對(duì)電池加工制造和回收的補(bǔ)助
2021年11月，拜登總統(tǒng)簽署了《基礎(chǔ)設(shè)施投資和就業(yè)法案》，在“清潔能源技術(shù)供應(yīng)鏈”條款中，包含電池加工制造和電動(dòng)汽車電池回收及二次使用方案兩個(gè)與電池相關(guān)的部分。法案還提出將投資75億美元在美國(guó)建立一個(gè)全國(guó)電動(dòng)汽車充電器網(wǎng)絡(luò)。
在法案的電池加工制造部分涉及先進(jìn)電池、先進(jìn)電池組件、電池材料、適用實(shí)體、外國(guó)相關(guān)實(shí)體、制造、過(guò)程、回收，設(shè)立“電池材料加工資助計(jì)劃”“電池制造和回收資助計(jì)劃”“鋰離子電池回收獎(jiǎng)競(jìng)賽”“電池和關(guān)鍵礦物回收項(xiàng)目”?！半姵夭牧霞庸べY助計(jì)劃”目的是確保美國(guó)有一個(gè)可行的電池材料加工業(yè)以供應(yīng)北美電池供應(yīng)鏈；擴(kuò)大美國(guó)在先進(jìn)電池制造方面的能力；通過(guò)減少美國(guó)在關(guān)鍵材料和技術(shù)方面對(duì)外國(guó)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的依賴來(lái)加強(qiáng)國(guó)家安全；提高國(guó)內(nèi)電池材料和先進(jìn)電池所需礦物的加工能力。根據(jù)該計(jì)劃，符合條件的實(shí)體可得到資助:在美國(guó)開展一個(gè)或多個(gè)電池材料加工示范項(xiàng)目；在美國(guó)建設(shè)一個(gè)或更多新的商業(yè)規(guī)模的電池材料加工設(shè)施；重組、改造或擴(kuò)建位于美國(guó)的一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)有電池材料加工設(shè)施?！半姵刂圃旌突厥召Y助計(jì)劃”的目的是確保美國(guó)有一個(gè)可行的國(guó)內(nèi)制造和回收能力，以支持和維持北美電池供應(yīng)鏈。在該計(jì)劃下，向符合條件的實(shí)體給予支持一個(gè)或多個(gè)先進(jìn)電池組件制造、先進(jìn)電池制造和回收的示范項(xiàng)目；在美國(guó)建立一個(gè)或更多新的商業(yè)規(guī)模的先進(jìn)電池組件制造、先進(jìn)電池制造或回收設(shè)施；以及重組、改造或擴(kuò)建位于美國(guó)的一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)有設(shè)施，并經(jīng)部長(zhǎng)確定具備先進(jìn)電池組件制造、先進(jìn)電池制造和回收的資質(zhì)。
在電動(dòng)汽車電池回收及二次使用方案部分涉及電動(dòng)汽車電池的二次生命應(yīng)用以及電動(dòng)汽車電池再循環(huán)和處理的技術(shù)和工藝。電動(dòng)汽車電池回收及二次使用方案的目標(biāo)是提高電動(dòng)汽車電池的回收率和二次使用率，為電動(dòng)汽車電池關(guān)鍵材料建立可替代供應(yīng)鏈，降低電動(dòng)汽車電池使用成本，并改善電動(dòng)汽車電池回收過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響。
2022年2月，根據(jù)兩黨《基礎(chǔ)設(shè)施和就業(yè)法案》，美國(guó)能源部發(fā)布“電池材料加工和電池制造”和“電動(dòng)汽車電池回收和二次利用”資助招標(biāo)計(jì)劃，提供29.1億美元促進(jìn)先進(jìn)電池的生產(chǎn)，確保美國(guó)能夠建立本土電池供應(yīng)鏈。在“電池材料加工和電池制造”計(jì)劃中，重點(diǎn)支持電極材料從原料提取分離到正極制造的國(guó)內(nèi)商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，利用合成原料和天然原料制造電池級(jí)石墨的國(guó)內(nèi)商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，完成國(guó)內(nèi)商業(yè)化規(guī)模的電池材料提取和加工，實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)從非傳統(tǒng)原料來(lái)源進(jìn)行分離和電池級(jí)材料的生產(chǎn)示范，進(jìn)行國(guó)內(nèi)電池材料分離與加工的示范，國(guó)內(nèi)商業(yè)規(guī)模的電池組件制造和電池回收，國(guó)內(nèi)電池單元級(jí)元件制造的示范等。在“電動(dòng)汽車電池回收與二次利用”計(jì)劃中，支持電池回收和重新整合到電池供應(yīng)鏈以及電池二次利用大規(guī)模示范等。
2 加大科技計(jì)劃支持和創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)
2.1 發(fā)揮國(guó)家實(shí)驗(yàn)室作用，設(shè)立電動(dòng)汽車下一代電池研發(fā)計(jì)劃
能源部認(rèn)為先進(jìn)的鋰電池在21世紀(jì)的技術(shù)中起著不可或缺的作用，如電動(dòng)汽車、固定電網(wǎng)存儲(chǔ)在國(guó)防中的應(yīng)用，這些技術(shù)對(duì)確保美國(guó)清潔能源的未來(lái)至關(guān)重要。2021年10月美國(guó)能源部計(jì)劃提供2.09億美元資金，宣布支持阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等開展全固態(tài)電池、電池快充技術(shù)等領(lǐng)域26個(gè)項(xiàng)目研發(fā)。此次研究項(xiàng)目的關(guān)鍵目標(biāo)是顯著降低下一代電池技術(shù)的成本和尺寸，推進(jìn)電池在15分鐘內(nèi)極速充電，以減輕全國(guó)范圍內(nèi)充電的數(shù)千萬(wàn)輛汽車對(duì)電網(wǎng)的潛在影響等。研究項(xiàng)目包括電池500第二階段、通過(guò)材料設(shè)計(jì)和集成實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)循環(huán)壽命和高能量密度的固態(tài)電池、低壓全固態(tài)電池、全固態(tài)鋰電池的3D打印、高能全固態(tài)鋰硫電池的穩(wěn)定固態(tài)電解質(zhì)及界面、鋰離子電池極速充電電池等，其中重點(diǎn)研究固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)包括多種固體電解質(zhì)、陶瓷固體電解質(zhì)、復(fù)合固體電解質(zhì)等，承擔(dān)項(xiàng)目牽頭單位包括8家國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，其中橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室6項(xiàng)，勞倫斯柏克萊國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室各5項(xiàng)，國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室3項(xiàng)，勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室各2項(xiàng)，布魯克哈文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室1項(xiàng)，具體研究項(xiàng)目如表1所示。
表1 美國(guó)能源部2.09億美元資助的電動(dòng)汽車電池研發(fā)項(xiàng)目
2021年，美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室牽頭成立“鋰橋”(Li-bridge)，作為一項(xiàng)新的公私合作伙伴關(guān)系項(xiàng)目，旨在整合和協(xié)調(diào)美國(guó)政府、私營(yíng)企業(yè)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等研發(fā)機(jī)構(gòu)，致力于加速建立健全和安全的鋰電池國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈。阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室將通過(guò)聯(lián)邦先進(jìn)電池聯(lián)盟(FCAB)與聯(lián)邦部門進(jìn)行合作，旨在使美國(guó)走上在全球電池價(jià)值鏈中具有長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力的道路。
2.2 設(shè)立“促進(jìn)鋰電池回收再利用”專項(xiàng)
美國(guó)能源部資助2050萬(wàn)美元用于促進(jìn)鋰電池回收再利用技術(shù)，通過(guò)整合國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)和私營(yíng)企業(yè)的研究力量，將鋰離子電池回收率從目前不到5%提高到90%，加速推進(jìn)鋰電池關(guān)鍵材料回收再利用技術(shù)研發(fā)。能源部資助金額的1500萬(wàn)美元用于支持阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室和橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作成立鋰電池回收再利用研發(fā)中心，重點(diǎn)關(guān)注具有成本效益的回收再利用工藝研發(fā)，以盡可能多地從廢舊鋰電池中回收和再利用能夠廣泛使用的高價(jià)值關(guān)鍵材料，如鈷、鋰等；能源部資助金額550萬(wàn)美元用于設(shè)立“鋰離子電池回收競(jìng)賽”獎(jiǎng)金，旨在鼓勵(lì)美國(guó)相關(guān)企業(yè)探索收集、儲(chǔ)存和運(yùn)輸廢棄的鋰離子電池(涵蓋電動(dòng)汽車、消費(fèi)電子、工業(yè)和固定應(yīng)用領(lǐng)域)的創(chuàng)新解決方案，加速?gòu)母拍钤屯七M(jìn)到示范項(xiàng)目，解決電池回收再利用中面臨的五大挑戰(zhàn)。
2.3 成立國(guó)家級(jí)儲(chǔ)能研發(fā)中心，支持儲(chǔ)能大挑戰(zhàn)項(xiàng)目
2021年3月，美國(guó)能源部投入7500萬(wàn)美元，依托西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(PNNL)成立國(guó)家級(jí)儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)中心(GLS)，推進(jìn)低成本長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)，通過(guò)整合學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的研究力量，加快推進(jìn)先進(jìn)的電網(wǎng)級(jí)別的低成本長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)和部署，以并網(wǎng)消納更多的可再生能源、推進(jìn)美國(guó)電網(wǎng)現(xiàn)代化和有效應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的電動(dòng)汽車電力需求。
GLS所在的華盛頓州承諾向GLS研發(fā)中心提供經(jīng)費(fèi)，用于先進(jìn)研究設(shè)備和專門儀器采購(gòu)，以及電池材料性能測(cè)試研究。GLS研發(fā)中心預(yù)計(jì)2025年建成投入運(yùn)營(yíng)，中心將設(shè)立30個(gè)獨(dú)立研究實(shí)驗(yàn)室及相應(yīng)的孵化器，加速新開發(fā)技術(shù)或者設(shè)備商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程。
2.4 設(shè)立先進(jìn)車輛技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目
2020年7月，美國(guó)能源部宣布資助1.39億美元支持先進(jìn)車輛技術(shù)16個(gè)研發(fā)項(xiàng)目，重點(diǎn)圍繞交通動(dòng)力電池、車用輕量化材料、發(fā)動(dòng)機(jī)效率等領(lǐng)域開展，旨在提升汽車能效和電氣化水平，減少交通運(yùn)輸系統(tǒng)的溫室氣體排放。在交通動(dòng)力電池方面重點(diǎn)支持基于硅負(fù)極鋰電池研發(fā)，開發(fā)全氟化的局域高濃度電解質(zhì)應(yīng)用于硅負(fù)極鋰電池，設(shè)計(jì)開發(fā)具備良好兼容性的高機(jī)械柔韌性的全固態(tài)電解質(zhì)，抑制硅負(fù)極體積過(guò)度膨脹，延長(zhǎng)硅負(fù)極的電池壽命；對(duì)于電動(dòng)汽車輕量化材料，開發(fā)具備良好結(jié)構(gòu)和電化學(xué)穩(wěn)定性的富含硅成分的復(fù)合負(fù)極材料；在發(fā)動(dòng)機(jī)效率方面，研發(fā)更高性能的鋰離子電池動(dòng)力系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)，以及開發(fā)具備超低體積膨脹率的硅基納米復(fù)合負(fù)極，以提升循環(huán)壽命。
2.5 支持儲(chǔ)能等變革性技術(shù)項(xiàng)目
2021年1月，美國(guó)能源部宣布支持含儲(chǔ)能在內(nèi)的變革性能源技術(shù)并撥款4700萬(wàn)美元，資助研究項(xiàng)目主要涉及電池、數(shù)據(jù)中心、電網(wǎng)現(xiàn)代化、減排等領(lǐng)域，以加速能源創(chuàng)新技術(shù)由實(shí)驗(yàn)室向商業(yè)轉(zhuǎn)化。電池相關(guān)項(xiàng)目有：①資助900萬(wàn)美元用于電動(dòng)飛機(jī)的下一代鋰金屬電池，以開發(fā)可用于電動(dòng)飛機(jī)的下一代鋰金屬電池及年產(chǎn)能達(dá)到1兆瓦時(shí)的中試生產(chǎn)線，將商業(yè)模塊化生產(chǎn)線的電池成本降至低于70美元/千瓦時(shí)，功率密度超過(guò)1.5千瓦/千克，能量密度達(dá)到450瓦時(shí)/千克；②資助1000萬(wàn)美元用于電動(dòng)汽車中加速規(guī)?；捎酶呷萘康墓柝?fù)極技術(shù)，開發(fā)一種硅基復(fù)合負(fù)極材料，將車用鋰離子電池能量密度提高20%以上，并實(shí)現(xiàn)快速充電，探索將上述硅負(fù)極應(yīng)用于可穿戴設(shè)備、便攜式電子設(shè)備和電動(dòng)汽車。相關(guān)研發(fā)團(tuán)隊(duì)將通過(guò)更高效的材料篩選、在線診斷、改進(jìn)前驅(qū)體利用率等提高開發(fā)效率，縮減開發(fā)周期，降低成本，進(jìn)而降低電動(dòng)汽車電池成本；③資助800萬(wàn)美元用于聚合物電解質(zhì)制造工藝，驗(yàn)證聚合物電解質(zhì)的3個(gè)關(guān)鍵要素(包括大批量、商業(yè)化、高質(zhì)量的聚合物電解質(zhì)材料和組件的可制造性，高容量鋰離子電池的安全性)以及電池性能是否達(dá)到商業(yè)規(guī)格，以消除商業(yè)化道路上的關(guān)鍵技術(shù)、制造和市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。此外，開發(fā)新制造工藝，將聚合物電解質(zhì)生產(chǎn)成本降低15%，并爭(zhēng)取獲得超大容量車用固態(tài)鋰離子電池的第三方生產(chǎn)資質(zhì)。
2.6 國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)支持固態(tài)電池技術(shù)
2021年6月，國(guó)防部先進(jìn)研究計(jì)劃局(DARPA)宣布啟動(dòng)“形態(tài)形成界面”(MINT)計(jì)劃，由于持久的電池動(dòng)力和耐腐蝕涂層是持續(xù)作戰(zhàn)能力的重要保障，DARPA通過(guò)開發(fā)一種新穎、自適應(yīng)的電化學(xué)界面，提升高性能電化學(xué)系統(tǒng)的耐用性，提升在開發(fā)高能密度固態(tài)電池和新型耐腐蝕涂層方面的應(yīng)用潛力。高能密度固態(tài)電池和新型耐腐蝕涂層/合金都依賴于發(fā)生在原子級(jí)尺度到毫米級(jí)尺度界面的電化學(xué)反應(yīng)，解決固-固離子轉(zhuǎn)移界面處孔隙數(shù)量及尺寸迅速增加的問(wèn)題是固態(tài)電池實(shí)用化的關(guān)鍵；同時(shí)，為應(yīng)對(duì)強(qiáng)腐蝕環(huán)境中材料界面形成的納米凹坑并防止擴(kuò)大化，也面臨維持船體及飛機(jī)表面和動(dòng)力裝置性能的技術(shù)挑戰(zhàn)。MINT計(jì)劃將從兩個(gè)方向展開研究工作：第一個(gè)方向是開展固-固電荷轉(zhuǎn)移界面研究，使固態(tài)電池具有更高的能量密度和循環(huán)壽命；第二個(gè)方向是開展高性能耐腐蝕涂層和合金的固-液、固-氣界面研究。
3 企業(yè)加大對(duì)電池產(chǎn)業(yè)的投入
目前，美國(guó)動(dòng)力電池供應(yīng)主要來(lái)自松下、LG新能源、SKI等日韓電池企業(yè)在美電池工廠以及從亞洲電池企業(yè)進(jìn)口，導(dǎo)致美國(guó)本土動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力較為薄弱。美國(guó)能源部能源效率和可再生能源辦公室一份數(shù)據(jù)顯示，2010—2020年，5家鋰離子電池制造商生產(chǎn)銷售了幾乎在美國(guó)所有插電式電動(dòng)汽車所需的動(dòng)力電池。這5家電池制造商分別為松下、LG新能源、遠(yuǎn)景AESC、三星SDI和SKI。在過(guò)去的11年，上述電池企業(yè)在美國(guó)生產(chǎn)了總量接近76 GWh的鋰電池，其中74%(約合56 GWh)來(lái)自松下。在美國(guó)政府推動(dòng)下，美國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈迅速進(jìn)入投資擴(kuò)產(chǎn)的熱潮，正在積極建設(shè)本土鋰電池供應(yīng)鏈以及加強(qiáng)本土鋰電池生產(chǎn)能力和新電池技術(shù)開發(fā)水平。
3.1 汽車企業(yè)加大電池產(chǎn)業(yè)的投入
世界最大電動(dòng)汽車企業(yè)特斯拉正在美國(guó)和德國(guó)建造電池超級(jí)工廠，大規(guī)模量產(chǎn)三元高鎳電池4680型圓柱鋰離子電池，計(jì)劃2022年達(dá)到每年100 GWh，2030年達(dá)到每年3 TWh。特斯拉引領(lǐng)下一代電池技術(shù)的4680型圓柱鋰離子電池技術(shù)兼具安全性高和成本低的雙重優(yōu)勢(shì)，其電池能量密度是現(xiàn)有電池的5倍，續(xù)航里程提高16%，成本降低約14%。此外特斯拉收購(gòu)了加拿大電池生產(chǎn)設(shè)備Hibar Systems公司，垂直整合拓展產(chǎn)業(yè)鏈，以便更大規(guī)模地推進(jìn)4680型圓柱鋰離子電池的生產(chǎn)。
世界第一大汽車巨頭豐田汽車計(jì)劃在2030年之前向美國(guó)電池領(lǐng)域投資34億美元，其中投資12.9億美元建立其在美國(guó)的第一家電池廠(豐田北卡電池制造廠)，計(jì)劃于2025年投產(chǎn)，預(yù)計(jì)每年可配套120萬(wàn)輛汽車，將在美國(guó)創(chuàng)造1750個(gè)新工作崗位。
在美國(guó)政府對(duì)支持電動(dòng)汽車態(tài)度明晰后，美國(guó)本土車企也開始發(fā)力，包括通用、福特等美國(guó)主流車企紛紛加快其電動(dòng)化的布局。通用汽車正在加大投資鋰電制造業(yè)，與韓國(guó)電池企業(yè)LG新能源合作計(jì)劃在美國(guó)建立第4家電池廠(前3個(gè)共建電池廠分別位于俄亥俄州、田納西州和密歇根州)，電池生產(chǎn)能力提高到160 GWh，滿足通用汽車在北美市場(chǎng)對(duì)電池的所有需求。福特與韓國(guó)電池SKI深度合作，計(jì)劃分別投資44.5億美元，在美國(guó)新建3家電池工廠，于2025年開始投產(chǎn)。SKI表示，這將是美國(guó)最大的工廠，其訂單儲(chǔ)備產(chǎn)能為1600 GWh，足以滿足2700萬(wàn)輛汽車的需求。
3.2 一批電池初創(chuàng)公司發(fā)展勢(shì)頭良好
在美國(guó)電池政策的推動(dòng)以及在汽車產(chǎn)業(yè)的投入加大趨勢(shì)下，美國(guó)電池初創(chuàng)公司加大固態(tài)鋰電池等方面的研發(fā)布局，加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，展現(xiàn)出良好的發(fā)展勢(shì)頭。以下對(duì)美國(guó)電池主要的初創(chuàng)公司進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。
美國(guó)固態(tài)電池初創(chuàng)公司Factorial Energy致力于研發(fā)固態(tài)電池技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)高壓和高能量密度的電極實(shí)現(xiàn)安全可靠的電池性能，可將續(xù)航里程增加20%～50%，且成本也比傳統(tǒng)的三元鋰電池有競(jìng)爭(zhēng)力，得到了現(xiàn)代、奔馳和Stellantis等汽車企業(yè)的支持，獲得2億美元D輪融資，加速其固態(tài)電池的商業(yè)化生產(chǎn)。
美國(guó)固態(tài)電池制造商Quantum Scape也是固態(tài)電池商業(yè)化量產(chǎn)方面強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者。在高效的固態(tài)電池方面，該公司通過(guò)使用陶瓷隔膜，成功測(cè)試了單層原型電池。此外，在實(shí)施新的試驗(yàn)線方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，已經(jīng)開始測(cè)試其多層固態(tài)電池并推出10層疊片固態(tài)電池，該公司得到了大眾汽車2億美元的投資。
美國(guó)固態(tài)電池初創(chuàng)公司Solid Power，獲得了豐田和寶馬的投資，該公司技術(shù)路線為硫化物固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)，可能在2022年向?qū)汃R和福特提供試驗(yàn)車的固態(tài)電池。Solid Power先進(jìn)的陰極配方有可能將陰極活性材料的成本降低90%以上，同時(shí)滿足對(duì)高能量密度、高功率密度、長(zhǎng)壽命及安靜運(yùn)行等需求。韓國(guó)電池制造商SKI近期也向Solid Power投資，計(jì)劃合作生產(chǎn)固態(tài)電池，期望在2026年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
美國(guó)Solid Energy System (SES)在下一代電池開發(fā)方面，得到了韓國(guó)LG科技投資公司以及通用汽車、現(xiàn)代、本田等汽車企業(yè)的支持，公司開發(fā)的混合鋰金屬電池提升電池能量密度及減少重量，正處于前期產(chǎn)業(yè)化階段，目前在原型演示和專業(yè)航空航天領(lǐng)域已小規(guī)模試制，預(yù)計(jì)2025年實(shí)現(xiàn)裝車量產(chǎn)。
美國(guó)電動(dòng)汽車電池初創(chuàng)公司Our Next Energy，專注于使用更安全、更可持續(xù)的材料開發(fā)先進(jìn)的長(zhǎng)程電池。該公司研究雙電池模式技術(shù)，正極不用鈷和鎳，第二組高性能電池組能夠?yàn)榈谝唤M充電，新技術(shù)可使電動(dòng)汽車的續(xù)航里程增加一倍，并已在特斯拉Model S車型進(jìn)行了道路測(cè)試，計(jì)劃到2023年底開始量產(chǎn)電池組。該企業(yè)獲得了德國(guó)車廠BMW和比爾?蓋茨突破能源基金等注資，資金將用于電池軟件、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等的研發(fā)。
除了固態(tài)鋰離子電池，在鈉離子電池領(lǐng)域，美國(guó)初創(chuàng)公司也在穩(wěn)步發(fā)展布局。位于加州的初創(chuàng)公司Natron Energy開發(fā)了一種使用普魯士藍(lán)改性材料模擬電極和鈉離子電解質(zhì)的電池。目前雖然產(chǎn)品還處于小批量商業(yè)生產(chǎn)階段，但是已獲得ABB、雪佛龍的投資扶持，同時(shí)美國(guó)能源部和美國(guó)能源高級(jí)研究計(jì)劃署也對(duì)該公司進(jìn)行了投資。
3.3 加大電池供應(yīng)鏈材料的投資
美國(guó)企業(yè)不僅在電池產(chǎn)業(yè)加大投入，對(duì)電池初創(chuàng)公司進(jìn)行扶持，也在加大對(duì)電池供應(yīng)鏈材料的投資，包括通過(guò)與原材料生產(chǎn)商建立新的合作伙伴關(guān)系以及加大投資生產(chǎn)電池原材料等措施，試圖在北美建立更穩(wěn)固更全面的先進(jìn)電池供應(yīng)鏈。
位于加利福尼亞索爾頓海域的通用汽車聯(lián)合CTR公司(可控?zé)崮荛_發(fā)公司)，建設(shè)了地?zé)猁u水提取鋰項(xiàng)目，從地下2400米深處的水庫(kù)抽取超高溫富鋰鹵水提取鋰，該技術(shù)排放的二氧化碳比澳大利亞的鋰礦少15倍。該項(xiàng)目計(jì)劃提取6000噸鋰，以供應(yīng)600萬(wàn)輛電動(dòng)汽車的制造需求，該項(xiàng)目也將讓通用成為美國(guó)最大的鋰電池生產(chǎn)商。此外，通用汽車宣布與韓國(guó)浦項(xiàng)化學(xué)(Posco Chemical)簽署了一份非約束性條款，共同建立合資企業(yè)，并在北美地區(qū)為其與LG化學(xué)合資的電池制造企業(yè)加工正極活性材料(CAM)等關(guān)鍵材料。通用汽車的一系列舉措旨在建立一個(gè)完善且穩(wěn)定的、可持續(xù)的、有彈性的北美電動(dòng)汽車電池供應(yīng)鏈，涵蓋從原材料提取到電池回收的整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以形成生態(tài)閉環(huán)。
特斯拉在2021年收購(gòu)了擁有環(huán)保負(fù)極材料生產(chǎn)技術(shù)的加拿大Spring Power和擁有硅負(fù)極材料生產(chǎn)技術(shù)的美國(guó)鋰離子電池初創(chuàng)公司SilLion，硅負(fù)極材料技術(shù)將助力特斯拉加快生產(chǎn)更便宜、續(xù)航里程更長(zhǎng)的4680型圓柱鋰離子電池。
美國(guó)第四大煉油商Phillips 66(PSX.US)宣布，以1.5億美元的價(jià)格收購(gòu)澳大利亞布里斯班電池材料和Novonix Ltd.技術(shù)公司16%的股份，以鞏固N(yùn)ovonix在美國(guó)電池負(fù)極材料石墨生產(chǎn)領(lǐng)域的地位，并為美國(guó)電池供應(yīng)鏈的發(fā)展提供支持。
美國(guó)雅保Albemarle Corporation作為全球最大的碳酸鋰生產(chǎn)企業(yè)之一，2021年宣布全資收購(gòu)廣西天源新能源材料有限公司。此次收購(gòu)將擴(kuò)大其鋰生產(chǎn)能力，目前正處于試運(yùn)行階段，公司設(shè)計(jì)年轉(zhuǎn)化能力高達(dá)兩萬(wàn)五千噸，預(yù)計(jì)將在2022年上半年開始進(jìn)行商業(yè)生產(chǎn)。此外，Albemarle Corporation宣布與美國(guó)專業(yè)3D打印材料開發(fā)商6K簽署了一項(xiàng)聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，主要用于生產(chǎn)新型鋰離子電池材料。這項(xiàng)合作將由6K的UniMelt微波等離子體系統(tǒng)專利技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這是一個(gè)用于生產(chǎn)工業(yè)級(jí)粉末的可持續(xù)材料生產(chǎn)平臺(tái)，預(yù)期可減少70%的二氧化碳排放，減少90%的水消耗，完全消除廢水的產(chǎn)生，同時(shí)減少50%的廠房空間。
美國(guó)加州新一代電池材料初創(chuàng)公司Sila Nano獲得了5.9億美元的F輪融資，該融資用于支持其在北美建設(shè)硅基負(fù)極材料生產(chǎn)基地。硅基負(fù)極材料被用于新一代電池生產(chǎn)，具有使用周期長(zhǎng)、膨脹率超低、能量密度高的特點(diǎn)，這些材料可以將鋰電池能量密度提高20%，甚至有望提高40%。當(dāng)前，該公司正在與寶馬、ATL等企業(yè)合作研發(fā)下一代電池，計(jì)劃在2024年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)其硅基負(fù)極材料。
北美最大的鋰離子電池回收公司Redwood致力于發(fā)明和推廣從鋰離子電池中回收和利用材料技術(shù)，該公司宣布了新的數(shù)億美元投資計(jì)劃，以擴(kuò)大其電池回收生產(chǎn)線，包括在內(nèi)華達(dá)州新建正極材料工廠。到2025年底，Redwood新工廠的正極材料年產(chǎn)能將達(dá)到100 GWh，足夠約130萬(wàn)輛長(zhǎng)途汽車使用，2030年，該工廠的年產(chǎn)能將增加至500 GWh[40]。
4 對(duì)我國(guó)的啟示和建議
為了推動(dòng)美國(guó)先進(jìn)電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，美國(guó)政府加強(qiáng)了電池產(chǎn)業(yè)鏈的頂層設(shè)計(jì)，包括評(píng)估產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀、制定先進(jìn)電池長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃、發(fā)布電池技術(shù)路線圖和相關(guān)產(chǎn)業(yè)扶持政策。同時(shí)，美國(guó)政府加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)電池技術(shù)的支持力度，通過(guò)整合國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)和私營(yíng)企業(yè)的研究力量以及研發(fā)平臺(tái)的建設(shè)，設(shè)立研發(fā)項(xiàng)目和專項(xiàng)，提升美國(guó)在先進(jìn)電池技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。美國(guó)政府系列扶持舉措推動(dòng)了美國(guó)汽車企業(yè)加大對(duì)電池產(chǎn)業(yè)的投入，推動(dòng)了先進(jìn)電池企業(yè)、電池材料及原材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，保障了其國(guó)內(nèi)電池供應(yīng)鏈安全。
隨著美國(guó)政府扶持先進(jìn)電池技術(shù)領(lǐng)域政策實(shí)施和產(chǎn)業(yè)投資的見效，美國(guó)先進(jìn)電池產(chǎn)業(yè)將實(shí)現(xiàn)快速的增長(zhǎng)，對(duì)我國(guó)電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將產(chǎn)生影響和帶來(lái)競(jìng)爭(zhēng)，我國(guó)應(yīng)予以高度關(guān)注和重視。進(jìn)一步明確應(yīng)對(duì)全球競(jìng)爭(zhēng)新形勢(shì)下我國(guó)電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)及發(fā)展路徑，對(duì)電池材料、電池制造、電池應(yīng)用、回收利用等整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行系統(tǒng)部署，加強(qiáng)電池研發(fā)的基礎(chǔ)設(shè)施和創(chuàng)新平臺(tái)的建設(shè)。加強(qiáng)電池技術(shù)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用示范全鏈條的整體布局，加強(qiáng)高效、低成本、長(zhǎng)壽命、智能化電池材料及電池系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)，重視固態(tài)鋰電池、鈉離子電池等新興和下一代電池技術(shù)發(fā)展，進(jìn)一步提升現(xiàn)有電池體系的性能并降低成本。為電池產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展和保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)構(gòu)建穩(wěn)定的政策環(huán)境，通過(guò)完善配套基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)相關(guān)市場(chǎng)機(jī)制，推動(dòng)先進(jìn)電池產(chǎn)業(yè)化，提升電池產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和智能化水平，鼓勵(lì)電動(dòng)汽車企業(yè)和電池生產(chǎn)企業(yè)的協(xié)同合作，推動(dòng)科技型中小企業(yè)加強(qiáng)電池技術(shù)的創(chuàng)新。在“雙碳”目標(biāo)背景下，重視電池制造、使用和回收生命全周期的碳減排技術(shù)，支持電池產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和支撐我國(guó)雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，鞏固我國(guó)電池產(chǎn)業(yè)世界領(lǐng)導(dǎo)地位。
