中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：為落實(shí)“十四五”期間國(guó)家科技創(chuàng)新有關(guān)部署安排，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃啟動(dòng)“新能源汽車”、“儲(chǔ)能與智能電網(wǎng)技術(shù)”等5個(gè)2021年度重點(diǎn)專項(xiàng)申報(bào)，下一代電池技術(shù)“圖景”得以顯露真容。
“新能源汽車”重點(diǎn)專項(xiàng)將圍繞能源動(dòng)力、電驅(qū)系統(tǒng)、智能駕駛、車網(wǎng)融合、支撐技術(shù)、整車平臺(tái)等6個(gè)技術(shù)方向展開，按照基礎(chǔ)前沿技術(shù)、共性關(guān)鍵技術(shù)、示范應(yīng)用，擬啟動(dòng)18個(gè)項(xiàng)目，擬安排國(guó)撥經(jīng)費(fèi)8.6億元。
其中，在能源動(dòng)力方面，將重點(diǎn)圍繞全固態(tài)金屬鋰電池技術(shù)、車用固體氧化物燃料電池關(guān)鍵技術(shù)、高密度大容量氣氫車載儲(chǔ)供系統(tǒng)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵部件研制作出支持。主要考核指標(biāo)如下：
站在“十四五”開端，“新能源汽車”2021年重點(diǎn)專項(xiàng)的目標(biāo)在于：堅(jiān)持純電驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，解決新能源汽車產(chǎn)業(yè)卡脖子關(guān)鍵技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)自主可控，形成一批國(guó)際前瞻和領(lǐng)先的科技成果，鞏固我國(guó)新能源汽車先發(fā)優(yōu)勢(shì)和規(guī)模領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
“儲(chǔ)能與智能電網(wǎng)技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)圍繞中長(zhǎng)時(shí)間尺度儲(chǔ)能技術(shù)、短時(shí)高頻儲(chǔ)能技術(shù)、高比例可再生能源主動(dòng)支撐技術(shù)、特大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)安全高效運(yùn)行技術(shù)、多元用戶供需互動(dòng)用電與能效提升技術(shù)、基礎(chǔ)支撐技術(shù)等6個(gè)技術(shù)方向，按照基礎(chǔ)前沿技術(shù)、共性關(guān)鍵技術(shù)，擬啟動(dòng)20項(xiàng)指南任務(wù)，擬安排國(guó)撥經(jīng)費(fèi)6.67億元。
在儲(chǔ)能電池研究環(huán)節(jié)，具體考核指標(biāo)如下：
值得注意的是，重點(diǎn)專項(xiàng)是聚焦國(guó)家重大戰(zhàn)略任務(wù)、圍繞解決當(dāng)前國(guó)家發(fā)展面臨的瓶頸和突出問題、以目標(biāo)為導(dǎo)向的重大項(xiàng)目群。
不難看出，“全固態(tài)”、“燃料電池”、“高性能”、“高可靠”、“長(zhǎng)壽命”等成為下一代電池研究的重要關(guān)鍵詞，由此彰顯出國(guó)家對(duì)于新能源戰(zhàn)略的高度確定性與重點(diǎn)支持，主動(dòng)把控下一代高能量密度電池的關(guān)鍵材料和技術(shù)的發(fā)展，重視更高能量密度新體系電池的技術(shù)突破。
事實(shí)上，自“十五”以來，科技部先后啟動(dòng)了電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng)、新能源汽車重大項(xiàng)目與新能源汽車重點(diǎn)專向等一系列科技項(xiàng)目，指引并推動(dòng)中國(guó)新能源汽車核心技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展，整體發(fā)展達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
復(fù)盤“十三五”期間“新能源汽車”重點(diǎn)專項(xiàng)成果，動(dòng)力電池技術(shù)已經(jīng)取得重要突破。
至“十三五”末（2020年），中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)已建立起完善的科技創(chuàng)新體系，支撐大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。尤其在動(dòng)力電池方面，已經(jīng)基本達(dá)到國(guó)家重點(diǎn)專項(xiàng)相關(guān)要求，并開始超前部署研發(fā)下一代技術(shù)。
“十三五”期間“新能源汽車”重點(diǎn)專項(xiàng)
從期間公開的期刊和報(bào)告來看，在車用動(dòng)力電池方面，主要瞄準(zhǔn)300Wh/kg高鎳體系電池開發(fā)，由寧德時(shí)代、中航鋰電、國(guó)軒高科、力神牽頭承擔(dān)。從歐陽明高、艾新平、肖成偉等責(zé)任專家老師的公開報(bào)告中來看，300Wh/kg高鎳/硅基體系單體電池的指標(biāo)基本達(dá)到項(xiàng)目要求。
在技術(shù)指引下，2021年，單體能量密度300Wh/kg動(dòng)力電池開始進(jìn)入商用視野。
1月，智己汽車發(fā)布兩款量產(chǎn)定型電動(dòng)車，新車將搭載上汽與寧德時(shí)代共同開發(fā)的，采用“摻硅補(bǔ)鋰”技術(shù)的電池，單體能量密度達(dá)300Wh/kg，最大續(xù)航里程超1000公里，在NEDC工況下可20萬公里零衰減，并稱達(dá)到“永不自燃最高安全等級(jí)”。
近期，萬向一二三也公開表示，公司基于NCM811體系開發(fā)的90Ah軟包電池，電芯能量密度達(dá)到300Wh/kg，目前已拿到相關(guān)認(rèn)證報(bào)告。
值得一提的是，由于此前高鎳電池裝車因安全性問題一度被推向風(fēng)口浪尖，高鎳電池在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)應(yīng)用進(jìn)程放緩，目前國(guó)內(nèi)主流車端市場(chǎng)對(duì)于高鎳體系電池規(guī)模化應(yīng)用仍持謹(jǐn)慎態(tài)度。
在高比能固態(tài)鋰電池方面，多個(gè)重點(diǎn)專項(xiàng)積極進(jìn)行。包括：北京大學(xué)潘峰團(tuán)隊(duì)目標(biāo)開發(fā)10Ah級(jí)、800Wh/L、循環(huán)次數(shù)大于2000次的全固體電池；科學(xué)院化學(xué)所郭玉國(guó)團(tuán)隊(duì)目標(biāo)開發(fā)10Ah以上、≥400Wh/kg、≥800Wh/L、循環(huán)次數(shù)大于1000次的固態(tài)鋰電池；廈門大學(xué)彭?xiàng)澚簣F(tuán)隊(duì)目標(biāo)開發(fā)400Wh/kg，循環(huán)500周的（固態(tài)）鋰離子電池樣品；青島能源所崔光磊團(tuán)隊(duì)目標(biāo)開發(fā)單體電池比能量≥300Wh/kg，循環(huán)壽命≥2000次的固態(tài)鋰電池，并實(shí)現(xiàn)裝車考核。
從目前的報(bào)道來看，300Wh/kg電池走聚合物固態(tài)電池路線，實(shí)現(xiàn)2000周的循環(huán)壽命，已初有成效，但400Wh/kg固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)500周以上的壽命仍具難度。
得益于國(guó)家對(duì)固態(tài)電池的重點(diǎn)支持，國(guó)內(nèi)三家典型固態(tài)電池企業(yè)于“十三五”誕生，并逐漸展露頭角。
目前，衛(wèi)藍(lán)新能源已完成300Wh/kg以上高鎳三元正極的混合固態(tài)電池設(shè)計(jì)開發(fā)，已經(jīng)給多家國(guó)際國(guó)內(nèi)整車廠送樣測(cè)試；鋒鋰新能源能量密度超過420Wh/kg的金屬鋰負(fù)極的二代固態(tài)電芯已在特殊領(lǐng)域開始應(yīng)用，一代混合固液電解質(zhì)電池產(chǎn)品（能量密度達(dá)235-280Wh/kg）已通過多項(xiàng)第三方安全測(cè)試和多家客戶送樣測(cè)試。北汽藍(lán)谷搭載清陶能源固態(tài)電池的樣車完成極寒環(huán)境用戶極限工況驗(yàn)證。
在新體系電池方面，物理所李泓團(tuán)隊(duì)的富鋰錳/硅碳體系400Wh/kg、500周循環(huán)壽命，鋰硫500Wh/kg、300周壽命，鋰空600Wh/kg、200周壽命；北大夏定國(guó)團(tuán)隊(duì)鋰離子電池400Wh/kg（富鋰體系）、300周循環(huán)壽命，新體系電池500Wh/kg、200周壽命；南開陳軍團(tuán)隊(duì)目標(biāo)能量密度≥500 Wh/kg，循環(huán)壽命≥300 次鋰/鈉復(fù)合空氣電池；中南賴延清團(tuán)隊(duì)比能量≥400Wh/kg，循環(huán)壽命≥500 次（100% DOD）的鋰硫電池；松山湖實(shí)驗(yàn)室（物理所）黃學(xué)杰團(tuán)隊(duì)能量密度≥1000Wh/L，循環(huán)壽命大于 1000 次的高能量密度二次電池（5V體系）等。
公開信息顯示，物理所李泓團(tuán)隊(duì)已開發(fā)出447Wh/kg，循環(huán)100周容量保持率（84%）的富鋰811體系軟包電池；北大夏定國(guó)團(tuán)隊(duì)已開發(fā)出容量400mAh/g的O2結(jié)構(gòu)的富鋰錳基正極；松山湖實(shí)驗(yàn)室（物理所）黃學(xué)杰團(tuán)隊(duì)研發(fā)的高電壓鎳錳酸鋰與石墨配對(duì)的全電池，在常溫25 ℃下循環(huán)2000周容量保持率達(dá)80%。
在儲(chǔ)能電池方面，“十三五”期間，寧德時(shí)代承擔(dān)的“100MWh級(jí)新型鋰電池規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用”，其壽命指標(biāo)10000周以上，項(xiàng)目實(shí)施3年多以來，完成了滿足1.2萬次循環(huán)壽命電池單體開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。同時(shí)，公司已開發(fā)出高一致性模塊集成和在線監(jiān)控技術(shù)、壽命預(yù)測(cè)技術(shù)、電池安全提升技術(shù)；開發(fā)出適用于100MWh 級(jí)大規(guī)模電池儲(chǔ)能電站統(tǒng)一調(diào)度與控制系統(tǒng)”
可以肯定的是，在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃支持下，傳統(tǒng)動(dòng)力鋰離子電池的性能得到顯著提升，包括高鎳/硅碳體系電池、長(zhǎng)壽命電池已取得突破性進(jìn)展，下一代電池高能量密度電池也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。
展望“十四五”，300Wh/kg高鎳體系鋰電池的商業(yè)化進(jìn)程將由市場(chǎng)決定，以400Wh/kg為代表的下一代高能量密度電池的關(guān)鍵材料和技術(shù)將得到重點(diǎn)發(fā)展，更高能量密度、更長(zhǎng)壽命新體系電池也將在新能源汽車、儲(chǔ)能領(lǐng)域獲得進(jìn)一步探索。
