2月，欧盟发布了《依靠欧盟大规模的研究创新计划实现的未来电池技术》报告。报告首先讨论了用于电动汽车和固定式能源存储的电池技术面对的科学技术挑战，解决这些挑战的理由及解决方案等3个方面的问题，随后提出了电动汽车能源存储应用中有前景的电池技术，最后识别出了用于能源存储的电池技术存在的长期挑战。
一、用于电动汽车能源存储的电池技术
1、重大科学技术挑战
研发可显著提升电池性能的制备技术，使比能量超过500千瓦/千克，实现电动汽车700公里续航能力的目标；研发可超过现有市场充电速度的电池快速充电技术；研发过程要考虑可持续发展性及绿色化；锂/非锂离子技术领域均要有技术突破；研发和展示应该考虑企业应用场景；电池技术和制造过程要更有价格竞争力，且更为环境友好；发展全新的电池技术概念；储备大型非锂/锂离子电池制备知识；建设能应对未来电池技术的柔性制备设施。
2、解决挑战的理由
解决以上挑战有助于实现欧州在能源、交通、产业及环境政策等领域制定的目标；有助于欧盟创建可持续的安全的能源存储价值链，同时摆脱对占市场90%的亚洲企业的依赖；有助于提升欧盟在电动汽车市场（该市场提供了1260万的工作岗位）的位置；可以激励交叉部门之间的协作；电动汽车电池领域的进展将会对固定式能源存储市场及其牵引应用（如叉车、船舶和航空）产生积极作用；可以解决环境和社会挑战，如空气质量和气候变化；促进循环经济；可以使欧盟有机会选择对原材料依赖性小的技术；用二氧化碳排放量低且可持续的材料替换关键材料；对产生知识产权潜力大的领域进行投资，使欧洲产业具有竞争优势。
3、科学技术挑战的解决方案
技术发展方向应与欧盟路线图一致，相关进展应致力于实现新的任务目标；采用多步进行的方式将技术等级从突破性想法提升到接近生产的高级技术等级；解决科学技术挑战的相关计划周期要足够长；利用知识产权保护条例促进学术机构和企业间的合作，不仅可以促进科技发展，还有助于将创新想法转变成产品；建立可以满足市场需求的柔性管理措施和战略；欧盟教育项目应该根据企业需求进行调整，尤其是相关知识明显缺乏的电池制备和加工过程领域。
二、固定式能源存储电池
1、重大科学技术挑战
延长使用寿命是固定式存储应用最重要的标准之一；能源存储成本降低到一次循环0.05欧元/千瓦时；用于固定式应用的新能源存储技术的安全性和耐用性至少应该与现有市场上的技术持平；实现能源存储达到109千瓦时，使之能365天24小时安全供应。
2、解决挑战的理由
使欧盟成为固定式电池技术领域的领先者，为整个价值链（包括二次使用和循环使用）服务；研发颠覆性电存储技术，向清洁和环境友好技术转变；发展有重要影响且可与其他应用部门协同的技术；对产生知识产权潜力大的领域进行投资，使欧洲产业具有竞争优势；用二氧化碳排放量低且可持续的材料替换关键材料。
3、科学技术挑战的解决方案
缺乏关键原材料的钠离子电池、太阳能电池、氧化还原液流电池可与光伏电池相结合实现能源存储；在系统水平上将不同的技术（高功率和高能量）结合；利用荷兰研发的集静态储能和电解制氢于一体的超级电池技术，配合人造光能/太阳能电池，季节性能源存储技术及绿色化学技术一起使用；利用微生物产生所需能源；利用研究创新的长期项目促进技术等级的提升。
三、电动汽车能源存储应用中有前景的电池技术
欧盟电动汽车储能应用中的最有前景且能够满足电动汽车应用需求的电池技术有以下8种：
（1）基于无机（玻璃，陶瓷，或者玻璃陶瓷）或者复合物概念的固态电池。
（2）金属锂受到保护的锂硫电池和聚合物锂硫电池，或者具有合适循环寿命的固态电解液。
（3）具有高比容量（4000毫安时/克）的锂金属或者合金。
（4）具有合适功率性能和循环寿命稳定性的锂空电池或铝空电池。
（5）锂镁电池。
（6）无钴高电压正极材料，如高压尖晶石。
（7）先进的3D纳米结构架构。
（8）自愈材料。
四、能源存储电池技术存在的长期挑战
欧盟还需面对以下长期挑战：从根本上理解新颖电池技术特定的反应机理；界面表征及高级模型；从原子尺度到宏观尺度的高级多尺度模型；从根本上理解电池的老化，故障及力学应力因素；不同电池材料的结合和优化；面向高级技术等级的加工、放大、生产和制造能力；柔性的试生产线；二氧化碳排放量低的制造；能估计电池状态的智能传感和算法；先进的电子监测和控制系统；高循环效率；设计可以二次使用的电池；智能电池系统设计；培训下一代年轻的研究者和工程师。
（张超星）
