國家重點研發(fā)計劃啟動5個2021年度重點專項申報

為落實“十四五”期間國家科技創(chuàng)新有關(guān)部署安排，國家重點研發(fā)計劃啟動“新能源汽車”、“儲能與智能電網(wǎng)技術(shù)”等5個2021年度重點專項申報，下一代電池技術(shù)“圖景”得以顯露真容。

“新能源汽車”重點專項將圍繞能源動力、電驅(qū)系統(tǒng)、智能駕駛、車網(wǎng)融合、支撐技術(shù)、整車平臺等6個技術(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18個項目，擬安排國撥經(jīng)費8.6億元。

其中，在能源動力方面，將重點圍繞全固態(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供系統(tǒng)設(shè)計及關(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年重點專項的目標(biāo)在于：堅持純電驅(qū)動發(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，實現(xiàn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)自主可控，形成一批國際前瞻和領(lǐng)先的科技成果，鞏固我國新能源汽車先發(fā)優(yōu)勢和規(guī)模領(lǐng)先優(yōu)勢。

“儲能與智能電網(wǎng)技術(shù)”重點專項圍繞中長時間尺度儲能技術(shù)、短時高頻儲能技術(shù)、高比例可再生能源主動支撐技術(shù)、特大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)安全高效運行技術(shù)、多元用戶供需互動用電與能效提升技術(shù)、基礎(chǔ)支撐技術(shù)等6個技術(shù)方向，按照基礎(chǔ)前沿技術(shù)、共性關(guān)鍵技術(shù)，擬啟動20項指南任務(wù)，擬安排國撥經(jīng)費6.67億元。

值得注意的是，重點專項是聚焦國家重大戰(zhàn)略任務(wù)、圍繞解決當(dāng)前國家發(fā)展面臨的瓶頸和突出問題、以目標(biāo)為導(dǎo)向的重大項目群。

不難看出，“全固態(tài)”、“燃料電池”、“高性能”、“高可靠”、“長壽命”等成為下一代電池研究的重要關(guān)鍵詞，由此彰顯出國家對于新能源戰(zhàn)略的高度確定性與重點支持，主動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。

事實上，自“十五”以來，科技部先后啟動了電動汽車重大科技專項、新能源汽車重大項目與新能源汽車重點專向等一系列科技項目，指引并推動中國新能源汽車核心技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展，整體發(fā)展達到國際先進水平。

復(fù)盤“十三五”期間“新能源汽車”重點專項成果，動力電池技術(shù)已經(jīng)取得重要突破。

至“十三五”末（2020年），中國新能源汽車產(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。尤其在動力電池方面，已經(jīng)基本達到國家重點專項相關(guān)要求，并開始超前部署研發(fā)下一代技術(shù)。

從期間公開的期刊和報告來看，在車用動力電池方面，主要瞄準(zhǔn)300Wh/kg高鎳體系電池開發(fā)，由寧德時代、中航鋰電、國軒高科、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告中來看，300Wh/kg高鎳/硅基體系單體電池的指標(biāo)基本達到項目要求。

在技術(shù)指引下，2021年，單體能量密度300Wh/kg動力電池開始進入商用視野。

1月，智己汽車發(fā)布兩款量產(chǎn)定型電動車，新車將搭載上汽與寧德時代共同開發(fā)的，采用“摻硅補鋰”技術(shù)的電池，單體能量密度達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，并稱達到“永不自燃最高安全等級”。

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，電芯能量密度達到300Wh/kg，目前已拿到相關(guān)認(rèn)證報告。

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，高鎳電池在國內(nèi)市場應(yīng)用進程放緩，目前國內(nèi)主流車端市場對于高鎳體系電池規(guī)?；瘧?yīng)用仍持謹(jǐn)慎態(tài)度。

在高比能固態(tài)鋰電池方面，多個重點專項積極進行。包括：北京大學(xué)潘峰團隊目標(biāo)開發(fā)10Ah級、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)所郭玉國團隊目標(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)彭棟梁團隊目標(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隊目標(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，并實現(xiàn)裝車考核。

從目前的報道來看，300Wh/kg電池走聚合物固態(tài)電池路線，實現(xiàn)2000周的循環(huán)壽命，已初有成效，但400Wh/kg固態(tài)電池實現(xiàn)500周以上的壽命仍具難度。

得益于國家對固態(tài)電池的重點支持，國內(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)計開發(fā)，已經(jīng)給多家國際國內(nèi)整車廠送樣測試；

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235-280Wh/kg）已通過多項第三方安全測試和多家客戶送樣測試。北汽藍谷搭載清陶能源固態(tài)電池的樣車完成極寒環(huán)境用戶極限工況驗證。

在新體系電池方面，物理所李泓團隊的富鋰錳/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；北大夏定國團隊鋰離子電池400Wh/kg（富鋰體系）、300周循環(huán)壽命，新體系電池500Wh/kg、200周壽命；

南開陳軍團隊目標(biāo)能量密度≥500 Wh/kg，循環(huán)壽命≥300 次鋰/鈉復(fù)合空氣電池；中南賴延清團隊比能量≥400Wh/kg，循環(huán)壽命≥500 次（100% DOD）的鋰硫電池；松山湖實驗室（物理所）黃學(xué)杰團隊能量密度≥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，物理所李泓團隊已開發(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；北大夏定國團隊已開發(fā)出容量400mAh/g的O2結(jié)構(gòu)的富鋰錳基正極；松山湖實驗室（物理所）黃學(xué)杰團隊研發(fā)的高電壓鎳錳酸鋰與石墨配對的全電池，在常溫25 ℃下循環(huán)2000周容量保持率達80%。

在儲能電池方面，“十三五”期間，寧德時代承擔(dān)的“100MWh級新型鋰電池規(guī)模儲能技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用”，其壽命指標(biāo)10000周以上，項目實施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，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)測技術(shù)、電池安全提升技術(shù)；開發(fā)出適用于100MWh 級大規(guī)模電池儲能電站統(tǒng)一調(diào)度與控制系統(tǒng)”

可以肯定的是，在國家重點研發(fā)計劃支持下，傳統(tǒng)動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、長壽命電池已取得突破性進展，下一代電池高能量密度電池也取得了長足進步。

展望“十四五”，300Wh/kg高鎳體系鋰電池的商業(yè)化進程將由市場決定，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)將得到重點發(fā)展，更高能量密度、更長壽命新體系電池也將在新能源汽車、儲能領(lǐng)域獲得進一步探索。

編輯：jq