史冬梅，王 晶，邱 俊

（科學(xué)技術(shù)部高技術(shù)研究發(fā)展中心，北京 100044）

歐盟在2019 年發(fā)布的《歐洲綠色協(xié)議》中提出了到2050 年成為全球首個(gè)碳中和經(jīng)濟(jì)體的雄偉目標(biāo)，并將全面實(shí)施歐洲能源聯(lián)盟戰(zhàn)略。高性能電池被認(rèn)為是其能源轉(zhuǎn)型和提升歐洲競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)在電池領(lǐng)域歐洲落后于亞洲、供應(yīng)鏈依賴(lài)中國(guó)等的局面，近年來(lái)歐盟委員會(huì)推出系列舉措，奮起直追：一方面迅速恢復(fù)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力，在快速增長(zhǎng)的電池市場(chǎng)占據(jù)重要份額；另一方面在未來(lái)對(duì)電池技術(shù)研究進(jìn)行長(zhǎng)期投資，2030 年建立世界領(lǐng)先的歐洲電池價(jià)值鏈和技術(shù)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)具有國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的目標(biāo)。這將對(duì)我國(guó)電池領(lǐng)域發(fā)展帶來(lái)影響和挑戰(zhàn)。

1 設(shè)立創(chuàng)新組織機(jī)構(gòu)和制定法規(guī)

1.1 成立歐洲電池聯(lián)盟

2017 年年底,歐盟委員會(huì)副主席馬洛什·舍夫科維奇推動(dòng)成立歐洲電池聯(lián)盟（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“聯(lián)盟”），旨在歐洲創(chuàng)建一個(gè)以可持續(xù)電池為核心的具有競(jìng)爭(zhēng)力的制造業(yè)價(jià)值鏈，以及歐洲電池生態(tài)系統(tǒng)［1］。聯(lián)盟成立之初，歐洲幾乎沒(méi)有大規(guī)模的電池制造業(yè)，其電池制造只占世界電池市場(chǎng)份額的 3%左右。聯(lián)盟的目標(biāo)是在2025 年實(shí)現(xiàn)與需求相匹配的歐盟電池產(chǎn)能，并占領(lǐng)2 500 億歐元/年的市場(chǎng)［1］。為確保歐洲電池的自主性，聯(lián)盟支持近70 個(gè)工業(yè)項(xiàng)目，總計(jì)投資近200 億歐元，目前項(xiàng)目進(jìn)展順利，許多電池投資的進(jìn)度提前，預(yù)期產(chǎn)能也得到提高，預(yù)計(jì)到2025 年將為歐洲創(chuàng)造多達(dá)400 萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)［2］。為了推動(dòng)歐洲電池價(jià)值鏈目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，聯(lián)盟在2021 年3 月召開(kāi)五次部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議并公布了未來(lái)幾年歐洲建立創(chuàng)新、可持續(xù)和具全球競(jìng)爭(zhēng)力的電池價(jià)值鏈等優(yōu)先事項(xiàng)和行動(dòng)措施［2］，如爭(zhēng)取2022 年正式出臺(tái)《新電池法規(guī)》；加強(qiáng)本地原材料的采購(gòu)和加工以及關(guān)鍵零部件的制造，啟動(dòng)可持續(xù)原材料開(kāi)采圓桌會(huì)議、發(fā)布指導(dǎo)原材料領(lǐng)域工業(yè)行動(dòng)的歐盟原則；通過(guò)技能再培訓(xùn)計(jì)劃、構(gòu)建電池生態(tài)系統(tǒng)技能平臺(tái)等措施,解決電池領(lǐng)域約80 萬(wàn)名熟練技工急缺的問(wèn)題。

在當(dāng)前的歐洲電池生態(tài)系統(tǒng)中，歐盟將歐洲先進(jìn)的研發(fā)創(chuàng)新能力、資金實(shí)力和跨行業(yè)的方法結(jié)合起來(lái)，如圖1 所示。通過(guò)建設(shè)創(chuàng)新平臺(tái)和制定監(jiān)管框架，歐洲電池聯(lián)盟加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵項(xiàng)目的投入，在歐洲電池價(jià)值鏈的上游有重大發(fā)展，包括成立合資企業(yè)Aurora，在葡萄牙開(kāi)發(fā)歐洲最大、可持續(xù)的鋰轉(zhuǎn)換工廠；推動(dòng)大眾汽車(chē)、雷諾、Vulcan Energy Resources 等企業(yè)在陰極材料和鋰離子電池供應(yīng)商達(dá)成合作。

圖1 歐洲電池聯(lián)盟下的歐洲電池生態(tài)系統(tǒng)

1.2 “電池歐洲”技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)

2019 年歐盟委員會(huì)在“戰(zhàn)略能源技術(shù)規(guī)劃”（SET-Plan）框架下，創(chuàng)建歐洲電池技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)“電池歐洲”（ETIP Batteries Europe），旨在推進(jìn)電池價(jià)值鏈相關(guān)研究和創(chuàng)新行動(dòng)的實(shí)施和加速建立具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的歐洲電池產(chǎn)業(yè)［3］。該平臺(tái)由歐洲能源創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)（InnoEnergy）、歐洲能源研究聯(lián)盟（EERA）和歐洲儲(chǔ)能協(xié)會(huì)（EASE）共同牽頭，并匯集了工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和行業(yè)協(xié)會(huì)的代表［3］?！半姵貧W洲”由理事會(huì)和新興電池技術(shù)、原材料與回收、先進(jìn)材料、組件設(shè)計(jì)與制造、移動(dòng)端應(yīng)用與集成、固定端應(yīng)用與集成組等6 個(gè)工作組構(gòu)成［4］，如圖2 所示。理事會(huì)作為決策機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)制定發(fā)展戰(zhàn)略和目標(biāo)規(guī)劃，工作組研究和確定電池研發(fā)和創(chuàng)新所面臨的新挑戰(zhàn)和問(wèn)題，提供相應(yīng)的方案和指導(dǎo)，涵蓋整個(gè)電池價(jià)值鏈的行業(yè)和研究代表。其中，新興電池技術(shù)組為電池價(jià)值鏈建立了一個(gè)長(zhǎng)期愿景，制定“電池 2030+”計(jì)劃和其他合作計(jì)劃；原材料與回收組解決原材料供應(yīng)和回收面臨的問(wèn)題，于2021 年2 月發(fā)布了原材料和回收路線(xiàn)圖；先進(jìn)材料組致力于先進(jìn)材料開(kāi)發(fā)，以改進(jìn)當(dāng)前電池技術(shù)并提高技術(shù)就緒度（TRL）；組件設(shè)計(jì)與制造組專(zhuān)注于當(dāng)前和未來(lái)的電池技術(shù)開(kāi)發(fā)制造方法和設(shè)計(jì)；移動(dòng)端應(yīng)用與集成組匯聚電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的研究和行業(yè)各方，以支持歐洲移動(dòng)解決方案為目標(biāo)；固定端應(yīng)用與集成組制定應(yīng)對(duì)電網(wǎng)集成和電池固定應(yīng)用的挑戰(zhàn)的解決方案［4］。

圖2 “電池歐洲”技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)

該平臺(tái)旨在確定電池研究和創(chuàng)新的長(zhǎng)期愿景，制定戰(zhàn)略研究議程及路線(xiàn)圖，并促進(jìn)研究和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的溝通交流進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化。該平臺(tái)匯集了歐盟電池研究與創(chuàng)新的主要利益相關(guān)方，涵蓋了采礦、精煉、電池設(shè)計(jì)和制造、電池?cái)?shù)字化和回收等價(jià)值鏈所有環(huán)節(jié)的相關(guān)技術(shù)。平臺(tái)通過(guò)建立新的合作模式，確保電池研究和創(chuàng)新進(jìn)程與電池行業(yè)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)從概念到應(yīng)用的無(wú)縫銜接，推進(jìn)電池價(jià)值鏈創(chuàng)新行動(dòng)的實(shí)施，加速建立具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的歐洲電池產(chǎn)業(yè)。此外，平臺(tái)將審查歐盟戰(zhàn)略能源技術(shù)規(guī)劃（SET Plan）的電池實(shí)施計(jì)劃以及戰(zhàn)略交通研究與創(chuàng)新議程（STRIA）的交通電氣化路線(xiàn)圖中的關(guān)鍵研究創(chuàng)新領(lǐng)域［5-6］。

1.3 建立新的電池監(jiān)管框架

2020 年，歐盟委員會(huì)發(fā)布《電池法規(guī)》草案［7］，計(jì)劃建立新的電池監(jiān)管框架，確保歐盟市場(chǎng)上的電池在全產(chǎn)品周期內(nèi)符合持續(xù)、高性能和安全標(biāo)準(zhǔn)，加速歐洲綠色經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，提升歐洲電池產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。法規(guī)草案還涉及電池在歐盟市場(chǎng)上投放的可持續(xù)性、安全性、標(biāo)簽和信息要求，以及對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者的盡職調(diào)查要求和廢電池的報(bào)廢處理要求，如圖3 所示。

圖3 基于電池產(chǎn)品全生命周期的歐洲電池監(jiān)管框架

法規(guī)草案中產(chǎn)品要求具體關(guān)注以下方面：包括對(duì)有害物質(zhì)(所有電池)的限制、報(bào)告、標(biāo)簽和將由后續(xù)立法規(guī)定的產(chǎn)品生命周期內(nèi)最大碳足跡水平(電動(dòng)汽車(chē)和工業(yè)電池)，可回收鈷、鉛、鋰和鎳的最低水平(汽車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)和工業(yè)電池)，性能和耐用性(便攜式、電動(dòng)汽車(chē)和工業(yè)電池)，可拆卸性和可替換性(便攜式電池)，安全性(固定電池儲(chǔ)能系統(tǒng))，標(biāo)簽(所有電池)，健康狀態(tài)和預(yù)期壽命信息(電動(dòng)汽車(chē)和工業(yè)電池)和電池護(hù)照(電動(dòng)汽車(chē)和工業(yè)電池)。

法規(guī)草案還要求將電動(dòng)汽車(chē)和工業(yè)電池投放到歐盟市場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)者，在鈷、天然石墨、鋰和鎳以及在制造電池活性材料所必需的化合物采購(gòu)方面建立供應(yīng)鏈盡職調(diào)查的政策。其中電池報(bào)廢管理要求包括：生產(chǎn)者登記，擴(kuò)大生產(chǎn)者責(zé)任，收集廢電池，有關(guān)處理、回收、再利用和再制造的要求，提供報(bào)廢信息，以及向主管部門(mén)報(bào)告。此草案不僅將監(jiān)管所有歐盟成員國(guó)的自產(chǎn)電池，還包括進(jìn)口電池。

2 制定發(fā)展戰(zhàn)略和路線(xiàn)圖

2.1 發(fā)布《電池戰(zhàn)略研究議程》

2020 年12 月，“電池歐洲平臺(tái)”發(fā)布由500 名專(zhuān)家參與制定的《電池戰(zhàn)略研究議程》［8］，明確了到2030 年歐洲電池技術(shù)研究和創(chuàng)新優(yōu)先事項(xiàng)，確定了必須在整個(gè)電池價(jià)值鏈中解決的關(guān)鍵技術(shù)主題及強(qiáng)調(diào)了其緊迫性。該議程從電池應(yīng)用、電池制造與材料、原材料循環(huán)經(jīng)濟(jì)、競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)等4 個(gè)方面提出了未來(lái)10 年的研究主題及應(yīng)達(dá)到的關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)。該議程既有滿(mǎn)足電池產(chǎn)業(yè)短期需求的關(guān)鍵技術(shù)，又有未來(lái)創(chuàng)新的與眾不同的歐洲電池技術(shù)；強(qiáng)調(diào)從整個(gè)電池價(jià)值鏈考慮安全性、低成本、可持續(xù)性、數(shù)字化、技能和教育等方面以及必要行動(dòng)。該戰(zhàn)略議程是歐盟委員會(huì)、歐盟成員國(guó)和行業(yè)制定研究計(jì)劃的行動(dòng)指南，并強(qiáng)調(diào)各方要加強(qiáng)合作和協(xié)調(diào)，以確保歐洲電池研發(fā)生態(tài)系統(tǒng)的繁榮。

電池應(yīng)用方面包括交通應(yīng)用和固定式儲(chǔ)能兩大領(lǐng)域。電池制造與先進(jìn)材料方面包括車(chē)用第3 代鋰離子電池（優(yōu)化的鋰離子電池）、第4 代鋰離子電池（固態(tài)鋰離子電池、固態(tài)鋰金屬電池、先進(jìn)固態(tài)電池）、固定式儲(chǔ)能用鋰離子電池、實(shí)現(xiàn)超快充電的先進(jìn)材料等的研究與創(chuàng)新、創(chuàng)新電池單元組件的設(shè)計(jì)及制造工藝研究、電池單元設(shè)計(jì)的數(shù)字化等制造技術(shù)。原材料循環(huán)經(jīng)濟(jì)方面包括電池一次及二次原材料的可持續(xù)加工和電池回收技術(shù)。競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)方面包括兩個(gè)內(nèi)容，一是對(duì)技術(shù)成熟度（TRL）超過(guò)2 級(jí)的電池技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，主要有：（1）超越第4 代電池的鋰金屬電池，采用創(chuàng)新的高電壓（大于4.8 V）/高容量（大于500 mA/g）正極和固態(tài)電解質(zhì)，實(shí)現(xiàn)較高能量密度和完全可回收性；（2）鋅基二次電池，實(shí)現(xiàn)更綠色、安全的儲(chǔ)能；（3）使用低成本電解液的鈉離子電池，用于無(wú)鋰儲(chǔ)能；（4）更綠色的液流電池，使用低成本活性材料（無(wú)關(guān)鍵原材料），具備更高能量密度。二是對(duì)技術(shù)成熟度1～2 級(jí)的電池概念進(jìn)行基礎(chǔ)研究，以開(kāi)發(fā)使用高可用性金屬的新型電池，主要包括：（1）有機(jī)電池，包括液流電池；（2）從鈉開(kāi)始到多價(jià)離子金屬（除鋅以外）的金屬電池；（3）基于陰離子穿梭的電池；（4）基于活性金屬如鈉、鉀、鋁、鋅等的高功率一次再生電池，用于季節(jié)/年度級(jí)的電化學(xué)儲(chǔ)能。該議程旨在推動(dòng)對(duì)電池價(jià)值鏈的深入研究，實(shí)現(xiàn)新概念前沿電池技術(shù)開(kāi)發(fā)的飛躍，以研發(fā)低成本、可持續(xù)和安全的高性能電池，確保十年后使歐洲在電池生產(chǎn)和部署方面處于領(lǐng)先地位。

2.2 制定歐盟“電池2030+”計(jì)劃

2020 年，歐盟委員會(huì)制定歐盟“電池2030+”計(jì)劃，提出未來(lái)10 年歐盟電池技術(shù)長(zhǎng)期研究路線(xiàn)圖［9］。作為歐洲新電池技術(shù)的研究計(jì)劃，“電池2030+”提出新材料開(kāi)發(fā)、電池界面/相間研究、先進(jìn)傳感器、自修復(fù)功能、制造和回收利用6 個(gè)研究領(lǐng)域，開(kāi)展技術(shù)成熟度在1～3級(jí)的新概念技術(shù)研發(fā)，通過(guò)變革性研發(fā)和設(shè)計(jì)模式，開(kāi)發(fā)出具有超高性能的智能化可持續(xù)電池，使歐洲電池技術(shù)在新能源、機(jī)器人、航空航天等領(lǐng)域長(zhǎng)期保持領(lǐng)先地位。

“電池2030+”計(jì)劃的目標(biāo)是研發(fā)具有超高性能的智能、可持續(xù)電池，以應(yīng)用于各種領(lǐng)域。此類(lèi)電池將具備接近能量和功率密度理論極限的超高性能、出色的使用壽命和可靠性、高安全性和環(huán)境可持續(xù)性以及可擴(kuò)展性，并能以具有競(jìng)爭(zhēng)力的成本進(jìn)行大規(guī)模量產(chǎn)。通過(guò)未來(lái)10 年“電池2030+”計(jì)劃的研究，將為電池技術(shù)帶來(lái)如下影響：電池在能量密度和功率密度方面的實(shí)際性能和理論值之間的差距縮小1/2；電池的耐用性和可靠性至少提高3 倍；對(duì)于給定的電力組合，電池的生命周期碳足跡減少至少1/5；電池回收率達(dá)到至少75%，關(guān)鍵原材料回收率接近100%。

“電池2030+”公布了6 個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)研發(fā)路線(xiàn)［9］，如圖4 所示。（1）材料領(lǐng)域。研發(fā)重點(diǎn)是通過(guò)創(chuàng)建材料加速平臺(tái)，將合作伙伴的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)與現(xiàn)有的合作環(huán)境相結(jié)合，以支持提高對(duì)電池材料認(rèn)識(shí)的研究工作。材料領(lǐng)域研發(fā)的長(zhǎng)期目標(biāo)是在電池界面基因組-材料加速平臺(tái)上建立并示范完全自主開(kāi)發(fā)過(guò)程；集成電池組裝和設(shè)備級(jí)測(cè)試；在材料開(kāi)發(fā)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)可制造性和可回收性；示范材料開(kāi)發(fā)周期的5 倍加速；實(shí)施并驗(yàn)證用于電池超高通量測(cè)試的數(shù)字技術(shù)。（2）電池界面。在電池界面基因組-材料加速平臺(tái)上建立并示范完全自主開(kāi)發(fā)過(guò)程；證明界面性能提高5 倍；證明電池界面基因組到新型電池化學(xué)和界面的可移植性。（3）先進(jìn)傳感器。依靠新的人工智能（AI）協(xié)議輔助的先進(jìn)電池管理系統(tǒng)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感器通信實(shí)現(xiàn)完全可操作的智能電池組；在未來(lái)的電池設(shè)計(jì)中，將感測(cè)/監(jiān)視與刺激引起的局部修復(fù)機(jī)制（例如自修復(fù)）結(jié)合，從而可以通過(guò)集成感測(cè)-電池管理系統(tǒng)-自修復(fù)系統(tǒng)來(lái)獲得智能電池。（4）自修復(fù)功能。該領(lǐng)域的長(zhǎng)期目標(biāo)是設(shè)計(jì)和制造功能性和孔隙率可控的低成本生物基電解質(zhì)隔膜；在電池傳感器和電池管理系統(tǒng)之間建立有效的反饋回路，以通過(guò)外部刺激適當(dāng)觸發(fā)已經(jīng)植入電池的自修復(fù)功能。（5）電池制造。通過(guò)在整體原型開(kāi)發(fā)中集成電池單元設(shè)計(jì)，可以成熟地使用整體由AI 驅(qū)動(dòng)的方法，實(shí)現(xiàn)基于電池界面基因組-材料加速平臺(tái)的完全自主系統(tǒng)。利用這種方法開(kāi)發(fā)可商業(yè)化的最新電池技術(shù)。（6）電池回收。該領(lǐng)域研發(fā)的長(zhǎng)期目標(biāo)是開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證完整的直接回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)將在經(jīng)濟(jì)上可行、安全且環(huán)境友好，并且比目前的流程具有更低的碳足跡。

“電池2030+”是一項(xiàng)大規(guī)模的、長(zhǎng)期的歐洲研究計(jì)劃，其愿景是發(fā)明未來(lái)的可持續(xù)電池，為歐洲工業(yè)提供顛覆性技術(shù)和整個(gè)電池價(jià)值鏈的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，使歐洲能夠?qū)崿F(xiàn)《歐洲綠色協(xié)議》中設(shè)想的氣候中性社會(huì)的目標(biāo)。歐盟委員會(huì)將在未來(lái)3 年提供4.05 億歐元的支持，從2020 年9 月1 日起，“電池2030+”倡議將包括7 個(gè)項(xiàng)目、一個(gè)協(xié)調(diào)和支持行動(dòng)(CSA)“電池2030PLUS”(延續(xù)了之前15 個(gè)月的CSA 項(xiàng)目)，以及6 個(gè)研究和創(chuàng)新項(xiàng)目，包括丹麥技術(shù)大學(xué)協(xié)調(diào)的電池界面基因組-材料加速平臺(tái)(BIGMAP)項(xiàng)目，法國(guó)原子能和替代能源委員會(huì)協(xié)調(diào)的旨在提高電池性能和安全性的INSTABAT 項(xiàng)目，鋰離子電池傳感技術(shù)（SENSIBAT）由西班牙技術(shù)研究中心協(xié)調(diào)，德國(guó)弗勞恩霍夫協(xié)調(diào)的SPARTACUS 成本效益?zhèn)鞲衅黜?xiàng)目，芬蘭國(guó)家技術(shù)研究中心協(xié)調(diào)的HIDDEN 鋰電池自修復(fù)項(xiàng)目，以及比利時(shí)布魯塞爾自由大學(xué)協(xié)調(diào)的BAT4EVER 可自修復(fù)的下一代鋰離子電池項(xiàng)目，如圖4 所示。

圖4 “電池2030+” 6 個(gè)重點(diǎn)研究領(lǐng)域

“電池2030+”通過(guò)采取具體行動(dòng)，緊密結(jié)合《歐洲綠色協(xié)議》、聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)、支持實(shí)施歐洲電池行動(dòng)計(jì)劃和戰(zhàn)略能源技術(shù)規(guī)劃SET 計(jì)劃。

2.3 發(fā)布《2030 電池創(chuàng)新路線(xiàn)圖》

2021 年，歐洲電池技術(shù)平臺(tái)成員-歐洲汽車(chē)和工業(yè)電池制造商協(xié)會(huì)（EUROBAT）發(fā)布了《2030 電池創(chuàng)新路線(xiàn)圖》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“路線(xiàn)圖”）［10］，對(duì)鉛、鋰、鎳和鈉基電池4 類(lèi)動(dòng)力電池技術(shù)、市場(chǎng)及細(xì)分領(lǐng)域作出評(píng)價(jià)和展望。通過(guò)發(fā)揮每種技術(shù)特點(diǎn)、特定應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)和發(fā)展?jié)摿?，助力?shí)現(xiàn)歐盟的脫碳目標(biāo)，此外，路線(xiàn)圖將重點(diǎn)放在各種關(guān)鍵應(yīng)用，確定需要改進(jìn)的關(guān)鍵電池性能，以滿(mǎn)足未來(lái)應(yīng)用的需求。

路線(xiàn)圖主要考慮基于改性鎳鈷錳氧化物（NMC）材料的鋰基電池技術(shù)，從 NMC 111 到 NMC 811，使鎳含量增加，鈷含量降低從而提高能量密度，降低金屬成本，還有碳/硅復(fù)合材料的高電容負(fù)極材料的應(yīng)用。鋰離子電池的循環(huán)經(jīng)濟(jì)也是路線(xiàn)圖關(guān)注方面，目前其回收目標(biāo)將維持在50% 的水平，而到 2030 年，活性材料回收率預(yù)計(jì)將從 65% 提高到 85%，未來(lái)將回收鎳、鈷和鋰，使其在商業(yè)上完全可行。對(duì)于鎳基技術(shù)，路線(xiàn)圖主要考慮通過(guò)使用創(chuàng)新材料，使鎳鎘在特殊和利基的應(yīng)用得到進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，并作為替代解決方案，其在極端條件下的關(guān)鍵性能仍有進(jìn)一步改進(jìn)的潛力。鎳基電池循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)是到 2030 年回收效率從目前的 79%（活性材料為 50%）提高到80%～85%（活性材料為 55%～60%），最終實(shí)現(xiàn)收支平衡的商業(yè)模式。

3 部署科技計(jì)劃專(zhuān)項(xiàng)和項(xiàng)目

為落實(shí)《電池戰(zhàn)略研究議程》、“電池2030+”研究計(jì)劃等戰(zhàn)略目標(biāo)和任務(wù)，歐盟委員會(huì)及時(shí)啟動(dòng)和部署一批研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)和項(xiàng)目，加速電池新技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

3.1 部署“構(gòu)建低碳未來(lái)：下一代電池”專(zhuān)項(xiàng)

2019 年歐盟在“歐盟地平線(xiàn)2020 計(jì)劃”部署了“構(gòu)建低碳未來(lái)：下一代電池”專(zhuān)項(xiàng)，圍繞電池應(yīng)用、電池制造與材料、原材料等整個(gè)價(jià)值鏈，在2019—2021 年設(shè)立15 個(gè)主題（如表1 所示），立項(xiàng)項(xiàng)目39 項(xiàng)，總經(jīng)費(fèi)2.685 億歐元［11］。

表1 “歐盟地平線(xiàn)2020 計(jì)劃”項(xiàng)目的“構(gòu)建低碳未來(lái)：下一代電池”專(zhuān)項(xiàng)

表1（續(xù)）

其中4 個(gè)主題（主題12—15）的7 個(gè)項(xiàng)目是落實(shí)“電池2030+”計(jì)劃任務(wù)，有關(guān)電池材料和界面、傳感器和自修復(fù)功能方面的任務(wù)，項(xiàng)目執(zhí)行期到2023 年，由丹麥、法國(guó)、西班牙、德國(guó)、比利時(shí)、芬蘭和瑞典負(fù)責(zé)牽頭實(shí)施,專(zhuān)項(xiàng)研究成果通過(guò)“電池歐洲”平臺(tái)，在工業(yè)界中進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化。

3.2 部署“競(jìng)爭(zhēng)性、可持續(xù)的歐洲電池價(jià)值鏈”專(zhuān)項(xiàng)

2021 年在歐盟新啟動(dòng)“地平線(xiàn)歐洲計(jì)劃（2021—2027 年）”中，在氣候轉(zhuǎn)型交叉部門(mén)解決方案主題下，設(shè)立了“競(jìng)爭(zhēng)性、可持續(xù)的歐洲電池價(jià)值鏈”專(zhuān)項(xiàng)［12］，2021 年和2022 年預(yù)算分別為1.60 億歐元和1.33 億歐元，在原材料加工技術(shù)、先進(jìn)材料、電池制造工藝、電池系統(tǒng)、回收技術(shù)、交叉與協(xié)調(diào)主題等6 個(gè)方向設(shè)置了21 個(gè)項(xiàng)目（如表2 所示），其目標(biāo)是通過(guò)知識(shí)創(chuàng)造和領(lǐng)先技術(shù)，加速歐洲電池制造業(yè)發(fā)展，加速顛覆性技術(shù)的探索和應(yīng)用，建立世界領(lǐng)先的可持續(xù)和循環(huán)歐洲電池價(jià)值鏈，以推動(dòng)向碳中和的社會(huì)轉(zhuǎn)型；在2030 年前將下一代電池技術(shù)商業(yè)化并裝備,確保歐洲電池行業(yè)的長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力和全球領(lǐng)先地位。

表2 “地平線(xiàn)歐洲計(jì)劃（2021—2027 年）”項(xiàng)目的“競(jìng)爭(zhēng)性、可持續(xù)的歐洲電池價(jià)值鏈”專(zhuān)項(xiàng)

該計(jì)劃實(shí)施預(yù)期主要影響如下：通過(guò)在電池材料、電池設(shè)計(jì)、制造和回收方面技術(shù)領(lǐng)先，提高歐洲電池生態(tài)系統(tǒng)的全球競(jìng)爭(zhēng)力；加速發(fā)展歐洲創(chuàng)新、競(jìng)爭(zhēng)和可持續(xù)電池制造業(yè)；提高電池價(jià)值鏈各部分的整體可持續(xù)性,改進(jìn)電池的生命周期評(píng)估方法，開(kāi)發(fā)和建立創(chuàng)新的回收網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)；通過(guò)提高對(duì)公民和企業(yè)的吸引力，加快電動(dòng)汽車(chē)的推廣，提供更低的價(jià)格、更好的性能和安全性以及可靠的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行；提高電網(wǎng)靈活性，增加可再生能源整合的份額，促進(jìn)公民和企業(yè)自我消費(fèi)和參與能源市場(chǎng)；通過(guò)展示固定儲(chǔ)能和車(chē)輛/船舶/飛機(jī)中電池集成的創(chuàng)新使用案例，提高電池的利用率和可靠性（與其他合作伙伴合作）；建立世界上最好的創(chuàng)新電池研發(fā)生態(tài)系統(tǒng)，制定戰(zhàn)略前瞻性方向，以確保未來(lái)的技能發(fā)展、知識(shí)和技術(shù)領(lǐng)先地位，加快顛覆性技術(shù)探索。

3.3 設(shè)立“歐盟共同利益電池重要項(xiàng)目”。

近年來(lái)歐盟委員會(huì)批準(zhǔn)設(shè)立兩期“歐盟共同利益（IPCEI）電池重要項(xiàng)目”，將主要行業(yè)參與者和國(guó)家聯(lián)合起來(lái)，推進(jìn)電池價(jià)值鏈的創(chuàng)新研發(fā)，建立泛歐電池生態(tài)系統(tǒng)。

2019 年12 月，歐盟委員會(huì)批準(zhǔn)設(shè)立第一個(gè)歐洲共同利益重要項(xiàng)目即“歐洲電池創(chuàng)新”項(xiàng)目，由比利時(shí)、芬蘭、法國(guó)、德國(guó)、意大利、波蘭和瑞典7 個(gè)國(guó)家于2031 年前將共同投入32 億歐元公共資金［13］，推進(jìn)電池價(jià)值鏈的創(chuàng)新研發(fā)。

2021 年1 月，歐盟委員會(huì)宣布批準(zhǔn)第二個(gè)“歐洲電池創(chuàng)新”項(xiàng)目，由奧地利、比利時(shí)、克羅地亞、芬蘭、法國(guó)、德國(guó)、希臘、意大利、波蘭、斯洛伐克、西班牙和瑞典等12 個(gè)國(guó)家共同投入29 億歐元，并將撬動(dòng)90 億歐元的私人投資，繼續(xù)推進(jìn)電池價(jià)值鏈的創(chuàng)新研發(fā)，建立泛歐電池生態(tài)系統(tǒng)［14］。該項(xiàng)目將成為上述第一個(gè)項(xiàng)目的重要補(bǔ)充，項(xiàng)目將實(shí)施至2028 年，有42 個(gè)直接參與者（包括在歐盟國(guó)家開(kāi)展活動(dòng)的中小型企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)）和150 多個(gè)外部合作伙伴（如歐洲各地的大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和中小企業(yè)），計(jì)劃將實(shí)施近300 個(gè)合作課題。

該項(xiàng)目將覆蓋電池發(fā)展的全價(jià)值鏈，包括原材料提取、電池單元及組件的設(shè)計(jì)和制造，以及電池回收和處理，尤其注重可持續(xù)性；項(xiàng)目將支持開(kāi)發(fā)一整套全新的、超越現(xiàn)有技術(shù)和工藝的突破性電池技術(shù)，包括新型電池、生產(chǎn)工藝及電池價(jià)值鏈的其他創(chuàng)新技術(shù)，使電池性能、安全性及其對(duì)環(huán)境影響得到顯著改善。該項(xiàng)目主要涉及的研究領(lǐng)域包括：原材料和先進(jìn)材料；電池單元；電池系統(tǒng)；回收和循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

3.4 發(fā)布“科研創(chuàng)新戰(zhàn)略議程”

2021 年歐盟委員會(huì)啟動(dòng)“歐洲電池伙伴關(guān)系”(BATT4EU)諒解備忘錄［15］，主題是構(gòu)建具有競(jìng)爭(zhēng)力的歐洲工業(yè)電池價(jià)值鏈，以實(shí)現(xiàn)歐盟數(shù)字化和綠色化雙軌轉(zhuǎn)型目標(biāo)，2021年9月，BATT4EU發(fā)布《科研創(chuàng)新戰(zhàn)略議程》［16］，提出歐洲到2030 年在電池技術(shù)和電池系統(tǒng)集成方面成為世界領(lǐng)導(dǎo)者，提出2030 年電池能量密度相比2019 年提示提升60%、電池成本降低60%、功率密度和充電率顯著提升等科研目標(biāo)以及一系列關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域和相關(guān)配套工作。

在上述歐盟電池計(jì)劃和部署項(xiàng)目中，重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容可歸納為：新電池技術(shù)，包括技術(shù)成熟度1～2級(jí)的各類(lèi)前沿電池如有機(jī)電池、金屬電池等概念研究、技術(shù)成熟度超過(guò)2 級(jí)的鋰金屬電池、鋅基二次電池、鈉離子電池、液流電池等研究；電池先進(jìn)材料領(lǐng)域，包括車(chē)用第3 代、第4 代鋰離子電池和固定式儲(chǔ)能用鋰離子電池材料、超快充電先進(jìn)材料等；電池制造領(lǐng)域，包括創(chuàng)新電池單元組件制造、設(shè)計(jì)數(shù)字化、設(shè)備和工藝創(chuàng)新等；應(yīng)用領(lǐng)域，包括交通領(lǐng)域電池系統(tǒng)、電池管理、數(shù)字孿生，固定儲(chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域低成本、系統(tǒng)安全性、可互操作的先進(jìn)電池管理系統(tǒng)、中長(zhǎng)期儲(chǔ)能等；原材料和回收包括原材料來(lái)源、可持續(xù)性和可追溯性、生命周期評(píng)估和綠色回收等。

4 相關(guān)啟示和建議

歐盟在電池領(lǐng)域的主要做法，一是形成歐盟各國(guó)共識(shí)的頂層發(fā)展戰(zhàn)略、規(guī)劃和目標(biāo)，并建立專(zhuān)門(mén)組織架構(gòu)以及協(xié)調(diào)機(jī)制推動(dòng)各項(xiàng)政策和舉措的落實(shí)；二是從材料、電池、應(yīng)用和回收等電池全價(jià)值鏈、供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈整體系統(tǒng)考慮和進(jìn)行從電池技術(shù)到轉(zhuǎn)化的部署，建立一體創(chuàng)新平臺(tái)，提升電池創(chuàng)新效率和應(yīng)用速度；三是部署科技計(jì)劃項(xiàng)目，明確近、中、遠(yuǎn)期目標(biāo)，建立不同技術(shù)成熟度研發(fā)的相互銜接互補(bǔ)機(jī)制，快速構(gòu)建起歐洲電池研究與創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)；四是緊緊圍繞低碳和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的目標(biāo)，建立電池研發(fā)新范式，強(qiáng)調(diào)電池的可持續(xù)、安全性、智能化等技術(shù)方向。歐盟在電池領(lǐng)域圍繞科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展密集出臺(tái)的系列政策和布局，彰顯歐盟實(shí)現(xiàn)本土電池自供、爭(zhēng)奪全球電池市場(chǎng)、贏得未來(lái)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的急迫和決心。

隨著歐洲電池領(lǐng)域科技政策和科技計(jì)劃效果顯現(xiàn)，其將帶動(dòng)歐洲本土電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，也必將對(duì)我國(guó)電池科技和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)重大影響，我國(guó)應(yīng)予以高度關(guān)注和重視。一是制定我國(guó)電池技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略和計(jì)劃，從整個(gè)電池價(jià)值鏈中考慮產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要解決的關(guān)鍵技術(shù)和難題，以及未來(lái)電池技術(shù)發(fā)展的方向，制定電池價(jià)值鏈研發(fā)的整體解決方案和優(yōu)先事項(xiàng)，明確應(yīng)對(duì)全球競(jìng)爭(zhēng)新格局下電池技術(shù)戰(zhàn)略目標(biāo)。二是在國(guó)家科技計(jì)劃中，加強(qiáng)電池創(chuàng)新鏈的系統(tǒng)布局，在電池材料、電池制造、電池應(yīng)用、回收利用等全鏈條，進(jìn)行基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用示范項(xiàng)目部署。加強(qiáng)電池研發(fā)的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，加強(qiáng)電池行業(yè)和最終用戶(hù)相互參與，加快新技術(shù)的應(yīng)用，滿(mǎn)足我國(guó)未來(lái)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，建成全球領(lǐng)先的電池技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)體系。三是把握電池技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，圍繞實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，應(yīng)從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境等方面系統(tǒng)考慮未來(lái)電池技術(shù)可持續(xù)性，重視電池制造、使用和回收生命全周期的碳減排技術(shù)。研發(fā)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)，提高電池產(chǎn)品的安全性。利用機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)字孿生和大數(shù)據(jù)等數(shù)字化技術(shù)，推動(dòng)電池材料、電池組件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)、加工、制造及測(cè)試過(guò)程數(shù)字化和智能化，鞏固我國(guó)電池領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展和世界領(lǐng)導(dǎo)地位，有力支撐我國(guó)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。