由于歐洲計(jì)劃自給自足并為電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)電池以減少對(duì)亞洲電池制造商的依賴(lài)，2017年十月，歐盟委員會(huì)副主席Maro??ef?ovi?創(chuàng)建了歐洲電池聯(lián)盟，并對(duì)電池研究供應(yīng)政府援助，以便在促進(jìn)綠色和數(shù)字轉(zhuǎn)型的同時(shí)，加強(qiáng)歐洲在關(guān)鍵工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域的戰(zhàn)略自主權(quán)。

七月三日，歐洲電池聯(lián)盟對(duì)外公布了歐洲電池價(jià)值鏈的短時(shí)間研究和創(chuàng)新優(yōu)先事項(xiàng)。這份200頁(yè)的文件，是歐洲著名的電池專(zhuān)家共同努力的結(jié)果，先后引入了557名電池技術(shù)專(zhuān)家，這些專(zhuān)家全部來(lái)自歐洲的產(chǎn)業(yè)界和研究機(jī)構(gòu)。

此次公布的短時(shí)間研究和創(chuàng)新優(yōu)先事項(xiàng)的范圍涵蓋了電池原材料的可持續(xù)加工，電池材料的分類(lèi)和回收的先進(jìn)方法，用于電動(dòng)汽車(chē)的下一代電池，以及用于固定式儲(chǔ)能的先進(jìn)材料等。

以下為“儲(chǔ)能100人”獨(dú)家翻譯的譯文，僅供參考。

一、簡(jiǎn)介和背景

近年來(lái)，歐洲已成為對(duì)抗全球變暖的領(lǐng)導(dǎo)者。為實(shí)現(xiàn)低碳目標(biāo)，歐洲聯(lián)盟為減少溫室氣體排放制定了重要指標(biāo)。在實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的同時(shí)，還采取了非常具體的行動(dòng)，例如可再生能源、智能能源系統(tǒng)和電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的研究和創(chuàng)新方法。

鑒于《歐洲綠色協(xié)議》所體現(xiàn)的雄心，以及推動(dòng)研究和創(chuàng)新的迫切需求，這些行動(dòng)就顯得尤為重要，能夠在新冠疫情影響下大力支持具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的歐洲產(chǎn)業(yè)。電池在歐盟實(shí)現(xiàn)2030年和2050年的低碳目標(biāo)方面發(fā)揮著關(guān)鍵用途。它們與歐盟最近的重要倡議直接相關(guān)，包括通過(guò)電氣化運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)能源部門(mén)一體化，合理的能源過(guò)渡，歐盟島嶼清潔能源倡議，增強(qiáng)消費(fèi)者權(quán)能和“革新浪潮”（使建筑更智能）。

作為全球策略的一部分，歐盟委員會(huì)已認(rèn)識(shí)到發(fā)展歐洲電池行業(yè)的絕對(duì)必要性，以整合可再生能源，并創(chuàng)造出一種適合運(yùn)輸系統(tǒng)低碳目標(biāo)且具有競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)。它還承認(rèn)扶持整個(gè)價(jià)值鏈以減少對(duì)歐洲的依賴(lài)和確保供應(yīng)安全的戰(zhàn)略重要性。事實(shí)上，作為日常社會(huì)運(yùn)作中的關(guān)鍵技術(shù)，電池廣泛應(yīng)用于便攜式消費(fèi)電子產(chǎn)品、電動(dòng)工具和醫(yī)療設(shè)備，以及物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備、電遷移率和固定式儲(chǔ)能。

因此，歐盟委員會(huì)副主席Maro??ef?ovi?于2017年十月創(chuàng)建了歐洲電池聯(lián)盟。歐盟委員會(huì)認(rèn)識(shí)到，有必要將研究、學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的利益攸關(guān)方聚集在一起，討論和規(guī)劃整個(gè)電池價(jià)值鏈在研究和創(chuàng)新（短時(shí)間、中期和長(zhǎng)期）方面的戰(zhàn)略需求。

因此，歐洲電池聯(lián)盟的歐洲創(chuàng)新和技術(shù)平臺(tái)于2019年六月啟動(dòng)，作為一個(gè)開(kāi)放平臺(tái)，歡迎高水平產(chǎn)業(yè)和學(xué)術(shù)專(zhuān)家參與。旨在加速建立具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的歐洲電池產(chǎn)業(yè)，帶動(dòng)戰(zhàn)略能源技術(shù)計(jì)劃和《戰(zhàn)略運(yùn)輸研發(fā)與創(chuàng)新議程》的電池相關(guān)研究與創(chuàng)新行動(dòng)的執(zhí)行。

該平臺(tái)旨在創(chuàng)建《歐洲戰(zhàn)略研發(fā)創(chuàng)新議程》以及涵蓋電池價(jià)值鏈所有部分的相應(yīng)研究藍(lán)圖，并創(chuàng)建一個(gè)論壇，討論跨領(lǐng)域的主題，如教育和技能、可持續(xù)性以及安全和數(shù)字化在電池技術(shù)中的用途。此外，歐洲電池聯(lián)盟組建了一個(gè)國(guó)家和區(qū)域協(xié)調(diào)小組，該小組為成員國(guó)和相關(guān)國(guó)家供應(yīng)了一個(gè)交流與合作論壇，減少了重復(fù)性的研究工作，并加強(qiáng)了協(xié)作。

二、研究創(chuàng)新主題開(kāi)發(fā)

最近，歐洲電池聯(lián)盟確定了整個(gè)電池價(jià)值鏈的短時(shí)間研究創(chuàng)新優(yōu)先事項(xiàng)。該文件供應(yīng)了關(guān)鍵主題的簡(jiǎn)要概述，是貫穿整個(gè)價(jià)值鏈的長(zhǎng)期和全面的利益相關(guān)者協(xié)商過(guò)程的結(jié)果，以便為決策者和供資當(dāng)局確定短時(shí)間研究創(chuàng)新戰(zhàn)略指導(dǎo)。

歐洲電池聯(lián)盟專(zhuān)題工作組為本文件作出巨大貢獻(xiàn)，這些工作組由來(lái)自行業(yè)、研究和協(xié)會(huì)的代表電池生態(tài)系統(tǒng)的專(zhuān)家組成，為制定綜合研究和創(chuàng)新藍(lán)圖供應(yīng)了愿景和指導(dǎo)。專(zhuān)家們分為六個(gè)工作組，分別代表電池價(jià)值鏈中具有戰(zhàn)略重要性的六個(gè)部分：

?工作組1-新興技術(shù)

?工作組2-原材料以及回收

?工作組3-先進(jìn)材料

?工作組4-電池設(shè)計(jì)和制造

?工作組5-應(yīng)用和集成：電動(dòng)交通

?工作組6-應(yīng)用和集成：固定式儲(chǔ)能

2019年十一月，各專(zhuān)題工作組應(yīng)要求開(kāi)始編寫(xiě)他們認(rèn)為最重要的研究和創(chuàng)新主題的說(shuō)明和優(yōu)先次序。工作組主席和聯(lián)合主席推動(dòng)了這一自下而上的進(jìn)程，在這一進(jìn)程中，工作組所有專(zhuān)家在一系列面對(duì)面的會(huì)議上都有可能作出貢獻(xiàn)并提出自己的想法。隨后是合并，在某些情況下，將重疊的主題合并。在達(dá)成一致意見(jiàn)后，每個(gè)小組貢獻(xiàn)了3到6個(gè)重要研究主題，這些主題考慮到了具體的挑戰(zhàn)、范圍、預(yù)期影響和關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)。一些工作組還提出了一些其他主題，它們認(rèn)為這些專(zhuān)題很重要，即使沒(méi)有列為優(yōu)先。

該文件涵蓋了在歐洲工作的557名電池技術(shù)專(zhuān)家的累積工作成果。共詳細(xì)闡述了30個(gè)跨越電池價(jià)值鏈的研究創(chuàng)新主題。所有這些主題都是最優(yōu)先和必要的，有助于構(gòu)建具有競(jìng)爭(zhēng)力的知識(shí)庫(kù)，發(fā)展知識(shí)產(chǎn)權(quán)以及歐洲發(fā)展和擴(kuò)大市場(chǎng)過(guò)程中所需的受過(guò)良好教育的勞動(dòng)力。

該文件將為HorizonEurope下一個(gè)研究計(jì)劃的討論供應(yīng)基礎(chǔ)，該計(jì)劃將與業(yè)界合作進(jìn)行。由于預(yù)算限制，專(zhuān)門(mén)涉及電池技術(shù)的工作計(jì)劃并沒(méi)有涵蓋所有主題。假如這些主題在HorizonEurope特定的電池保障系統(tǒng)中沒(méi)有涉及，其將被提議給其他資助機(jī)構(gòu)，如國(guó)家和雙邊計(jì)劃。一些主題可能適用于HorizonEurope資助機(jī)構(gòu)的其他領(lǐng)域，如歐洲研究理事會(huì)或歐洲創(chuàng)新理事會(huì)。通過(guò)歐洲區(qū)域發(fā)展基金，以及在復(fù)蘇計(jì)劃下創(chuàng)建的新的資金工具，也有很多執(zhí)行研究創(chuàng)新項(xiàng)目的可能性：“修復(fù)，為下一代做準(zhǔn)備”。

最后，有關(guān)電池研究的大量研究創(chuàng)新資金將由歐洲共同利益重要項(xiàng)目供應(yīng)。

本報(bào)告簡(jiǎn)要概述了整個(gè)研究創(chuàng)新文件中列出的重要主題，這些主題可分為七大方面。

1.從可持續(xù)采購(gòu)到確保原材料供應(yīng)

歐洲在安全經(jīng)濟(jì)地獲得電池所需的關(guān)鍵原材料方面正面對(duì)著越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。

目前，歐洲的電池原料提取和加工水平很低。有關(guān)鋰而言，歐洲確實(shí)存在硬巖礦項(xiàng)目，目前計(jì)劃總?cè)萘肯喈?dāng)于2027年全球預(yù)計(jì)需求的10%左右。就電池用鈷和鎳而言，在歐洲，一家芬蘭礦在未來(lái)幾年內(nèi)的礦山生產(chǎn)量預(yù)計(jì)為1,900噸和56,000噸。歐洲是初生硅生產(chǎn)大國(guó)，同時(shí)也生產(chǎn)天然和合成石墨，但其產(chǎn)量不能滿(mǎn)足巨大的需求量。

有必要利用未開(kāi)發(fā)的歐洲礦藏、提高回收產(chǎn)品的產(chǎn)量和純度、減少加工步驟和尾礦體積，而這些要進(jìn)行大量的研究工作才能實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，必須大幅減少能源消耗和原材料加工的二氧化碳排放，以實(shí)現(xiàn)電池材料的可持續(xù)生產(chǎn)和加工。

為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，歐洲電池聯(lián)盟將電池原材料可持續(xù)加工列為優(yōu)先事項(xiàng)。其目的是開(kāi)發(fā)電池原料的提取和加工技術(shù)。尤其（但不完全）針對(duì)鋰、鎳、鈷和石墨這幾種目標(biāo)原料。由于歐洲已經(jīng)存在多種電池原材料方面的設(shè)備工藝，優(yōu)化和整合加工方法的需求日益新增以向歐洲電池制造商供應(yīng)可持續(xù)原材料。

鋰：應(yīng)從硬巖鋰礦床礦物學(xué)角度進(jìn)行研究創(chuàng)新，以預(yù)知如何更好地理解和處理礦物組合。除了副產(chǎn)品采集之外，還要使用水和能源有意識(shí)加工的方法，最大限度地減少尾礦和脈石的出現(xiàn)。在鋰加工機(jī)組和（或）礦場(chǎng)附近供應(yīng)可隨時(shí)投入使用的可再生能源非常重要。因歐洲有一些自己的尚未利用的資源，應(yīng)優(yōu)先加工鋰礦產(chǎn)。

鎳和鈷：目前，要從級(jí)別低但挑戰(zhàn)性高的物質(zhì)流中回收鎳和鈷，但對(duì)這些物質(zhì)流進(jìn)行加工處理并不劃算。開(kāi)發(fā)針對(duì)這些高要求物質(zhì)流的新技術(shù)可有效拓寬歐洲的金屬利用基礎(chǔ)。產(chǎn)品純度將得到提高，以滿(mǎn)足電池應(yīng)用需求。石墨：鑒于該地區(qū)天然石墨的供應(yīng)有限，一旦攻克關(guān)鍵挑戰(zhàn)，合成石墨將是歐洲可持續(xù)生產(chǎn)的最佳替代品。

首先，必須改進(jìn)基于石油焦的現(xiàn)有工藝流程以提高電池級(jí)材料的產(chǎn)量和性能，同時(shí)降低能源強(qiáng)度（以及此類(lèi)特定CO2排放）和環(huán)境污染物排放。

其次，應(yīng)開(kāi)發(fā)回收的陽(yáng)極材料的利用、歐盟可用的碳選項(xiàng)（如歐盟可用天然石墨質(zhì)量）以及作為合成石墨原料的陽(yáng)極材料副產(chǎn)品。作為一種長(zhǎng)期選擇，應(yīng)開(kāi)發(fā)替代石油焦的生物碳，以確保長(zhǎng)期可持續(xù)供應(yīng)。

2.探索先進(jìn)材料在移動(dòng)型和定置型應(yīng)用中提高儲(chǔ)能性能的潛能

為減少溫室氣體（GHG）的排放及其對(duì)氣候的負(fù)面影響，脫碳是當(dāng)今社會(huì)的一項(xiàng)重要任務(wù)。在整個(gè)歐洲，交通運(yùn)輸出現(xiàn)的二氧化碳排放總量幾乎占?xì)W洲的25%。為了減少交通運(yùn)輸出現(xiàn)的溫室氣體，必須新增電動(dòng)汽車(chē)（EV）的市場(chǎng)份額。鋰離子電池（LIBs）是實(shí)現(xiàn)電遷移的關(guān)鍵技術(shù)，在歐洲建立一個(gè)具有競(jìng)爭(zhēng)力的電池價(jià)值鏈?zhǔn)钱?dāng)務(wù)之急。

移動(dòng)型交通工具專(zhuān)用3B代鋰離子電池

為了實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)，尤其是純電池電動(dòng)汽車(chē)（BEV）的高度市場(chǎng)擴(kuò)散，新增行駛里程、延長(zhǎng)循環(huán)壽命同時(shí)縮短充電時(shí)間是最為重要的，同樣重要的還有致力于降低生產(chǎn)成本同時(shí)改善電池組件可持續(xù)性并因此分別改善電池組和材料的可持續(xù)性的開(kāi)發(fā)。

為此，歐洲將要投資和開(kāi)展針對(duì)移動(dòng)型交通工具的先進(jìn)鋰離子電池的研究，如高電壓高容量的3B代固態(tài)鋰離子電池以及采用常規(guī)材料但也基于鋰金屬的陽(yáng)極電池（4A代和4B代）。因此，用于高電壓移動(dòng)型交通工具的3B代鋰離子電池課題解決了這些挑戰(zhàn)，其目的是達(dá)到更高的能量密度、開(kāi)發(fā)高電壓（HV）正極材料同時(shí)防止或顯著減少諸如鈷的關(guān)鍵和/或高成本元素的含量。

另一方面，用于高電移動(dòng)型交通工具的3B代鋰離子電池課題具有將當(dāng)前用于電動(dòng)汽車(chē)的鋰離子電池的能量密度和產(chǎn)量提高到接近其基本極限的施展余地。要實(shí)現(xiàn)如此顯著的性能提升，必須開(kāi)發(fā)包括陰極、陽(yáng)極、粘結(jié)劑、隔板、電解液、集流劑和包裝材料在內(nèi)的先進(jìn)材料，使新型鋰離子電池成為可能，重點(diǎn)是3B代高容量鋰離子電池。

移動(dòng)型交通工具專(zhuān)用4A代及4B代鋰離子電池

隨著市場(chǎng)上插電式混合動(dòng)力汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)越來(lái)越多，電動(dòng)汽車(chē)的推廣已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。這是鋰離子電池成功發(fā)展的結(jié)果，而因電池電壓和快速充電率的提高趨勢(shì)，液體電解質(zhì)出現(xiàn)了安全問(wèn)題，這就要求以具有更好的內(nèi)在熱穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性的固態(tài)電解質(zhì)取代易燃電解質(zhì)。

其最大挑戰(zhàn)是實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池快速充電，提高功率密度而不降低循環(huán)性、能量密度以及已被提升的安全性。這將意味著通過(guò)傳統(tǒng)化學(xué)物質(zhì)設(shè)計(jì)出符合固態(tài)概念的新材料。移動(dòng)型交通工具專(zhuān)用4A代鋰離子電池（傳統(tǒng)材料固態(tài)）課題旨在優(yōu)化固態(tài)蓄電池組和其組件，開(kāi)發(fā)低直流電阻（DCR）活性材料，降低陽(yáng)極厚度，開(kāi)發(fā)具有高離子電導(dǎo)率的薄固體電解質(zhì)，制造新型固體電解質(zhì)夾層，改進(jìn)界面設(shè)計(jì)以確保高效的電荷轉(zhuǎn)移和電化學(xué)穩(wěn)定性，以及提高電池機(jī)械穩(wěn)定性。

考慮到全球競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)更高技術(shù)的追逐也意味著要更好的動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)作為關(guān)鍵的使能技術(shù)，由此改進(jìn)的鋰離子電池預(yù)計(jì)在未來(lái)幾十年仍將是重要的選擇。歐洲必須從如今由非歐洲國(guó)家主導(dǎo)的市場(chǎng)上恢復(fù)其競(jìng)爭(zhēng)力。這一點(diǎn)可以通過(guò)開(kāi)發(fā)一種新的由歐洲擁有的電池技術(shù)實(shí)現(xiàn)。移動(dòng)型交通工具專(zhuān)用4B代鋰離子（具有鋰金屬基陽(yáng)極的固態(tài)）電池課題解決了新材料和/或化學(xué)品的開(kāi)發(fā)，提高了電池的能量密度和安全性，使之超越汽車(chē)電池的先進(jìn)水平。開(kāi)發(fā)新技術(shù)，使鋰金屬具有界面控制系統(tǒng)。

鈉離子（Na-ion）固定式蓄電池組

近幾十年來(lái)，隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)能源需求的不斷新增和各種可再生能源在電力生產(chǎn)中所占份額的不斷提高，固定式儲(chǔ)能已經(jīng)成為全球日益關(guān)注的問(wèn)題。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用在供應(yīng)電網(wǎng)支持、本地負(fù)荷調(diào)峰和優(yōu)化本地可再生能源開(kāi)發(fā)方面受到越來(lái)越多的關(guān)注。

如前所述，鋰離子電池已經(jīng)征服了便攜式電子市場(chǎng)，并且，目前是電動(dòng)汽車(chē)供能的重要備選。然而，就家用和電網(wǎng)應(yīng)用而言，高成本、稀缺性以及對(duì)高溫極端敏感、過(guò)度充電等技術(shù)制約是其重要缺點(diǎn)。這便為其他電化學(xué)儲(chǔ)能解決方法制造了機(jī)會(huì)。

在對(duì)不同技術(shù)方法進(jìn)行深入評(píng)估之后，歐洲電池聯(lián)盟將發(fā)展家用鈉離子（Na-ion）固定式蓄電池組定為戰(zhàn)略課題。下一代鈉離子電池的發(fā)展供應(yīng)了一個(gè)多學(xué)科/跨學(xué)科的方法，該方法要考慮到從材料（陰極、陽(yáng)極、電解質(zhì)）的合成和表征到將其集成到新型鈉離子袋電池中的諸多措施。我們的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)出一種比目前商用電池性能更高、成本更低的電池，達(dá)到工業(yè)化前的袋狀電池原型水平，以供國(guó)內(nèi)應(yīng)用。所開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)應(yīng)免于維護(hù)，并且對(duì)環(huán)境友好。

液流固定式蓄電池組

歐洲要額外的能源儲(chǔ)存，以確保可再生能源的大規(guī)模滲透。液流電池（RFB）因其在存儲(chǔ)容量和功率之間的可擴(kuò)展性、響應(yīng)時(shí)間短、良好的循環(huán)能力和較長(zhǎng)的放電時(shí)間而顯示出可再生能源管理的潛力。然而，目前使用的氧化還原流電池成本相對(duì)較高。因此，通過(guò)與各種創(chuàng)新相結(jié)合，利用先進(jìn)的材料來(lái)降低成本和提高可持續(xù)性成為挑戰(zhàn)。應(yīng)用于公用事業(yè)級(jí)別的氧化還原液流固定式蓄電池組旨在開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證基于新材料（新設(shè)計(jì)、部件、氧化還原電對(duì)和電解質(zhì)）的新型氧化還原流電池，此類(lèi)電池具有更高的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力、環(huán)境可持續(xù)性、更高的能量/功率密度和更大的耐用性。

3.使歐洲成為電池制造的領(lǐng)導(dǎo)者

電極和電池元件生產(chǎn)的可持續(xù)加工

電池開(kāi)發(fā)的一個(gè)最關(guān)鍵的方面是電池組件和蓄電池的制造，歐洲要這一方面的能力和領(lǐng)先世界的知識(shí)庫(kù)。2014年至2019年間，只有一次EUHorizon會(huì)議將電池制造作為重點(diǎn)。環(huán)境可持續(xù)和成本效益高的制造業(yè)有關(guān)賦予歐洲競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)至關(guān)重要。其應(yīng)用于電極和電池元件制造的環(huán)境可持續(xù)加工技術(shù)的議題提出了完全不使用有機(jī)溶劑作為漿料分散介質(zhì)的電極涂布技術(shù)。為了降低生產(chǎn)成本，提高電池性能，最終提高效率和更好的循環(huán)壽命，將開(kāi)發(fā)先進(jìn)的高固含量涂層或完全干法涂層技術(shù)。

智能電極和電池生產(chǎn)設(shè)備

目前以亞洲為全球制造中心的電池市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。然而，隨著歐洲準(zhǔn)備大規(guī)模本土生產(chǎn)，可改變游戲規(guī)則的制造設(shè)備將是確保可持續(xù)性和競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。成功開(kāi)發(fā)電池制造設(shè)備的重要方面包括最大限度地降低能源消耗、消除空氣和水污染，以及減少報(bào)廢的智能控制過(guò)程的集成，從而降低生產(chǎn)過(guò)程的成本和環(huán)境影響。此外，這種設(shè)備必須以非常高的生產(chǎn)率水平運(yùn)行，同時(shí)納入智能質(zhì)量控制系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，應(yīng)努力促進(jìn)資源高效利用以及改進(jìn)智能化電極和電池生產(chǎn)設(shè)備。該領(lǐng)域的進(jìn)一步要求是在電池設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和優(yōu)化方面的數(shù)字化，包括退化模型和大規(guī)模數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試。蓄電池組生產(chǎn)線沿線的開(kāi)發(fā)、分析和數(shù)字孿生的執(zhí)行因其供應(yīng)了一面虛擬鏡子，可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的變化進(jìn)行虛擬的實(shí)時(shí)測(cè)試從而提高可持續(xù)性和降低成本，就此可能改變游戲規(guī)則。資源高效利用和智能電極和電池生產(chǎn)設(shè)備課題解決了這個(gè)問(wèn)題。

蓄電池組生產(chǎn)線的數(shù)字孿生開(kāi)發(fā)

數(shù)字化和智能電池設(shè)計(jì)程序結(jié)合大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的利用，將幫助歐盟在鋰離子電池的世界市場(chǎng)上拓展出強(qiáng)有力的地位。為此，要將重點(diǎn)放在結(jié)合數(shù)字化數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法和人工智能方法的設(shè)計(jì)過(guò)程優(yōu)化上。

為了提高電池制造的競(jìng)爭(zhēng)力，優(yōu)化要設(shè)計(jì)的資源、優(yōu)化和生產(chǎn)電池組是非常重要的，為此要對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行分析。因此，電池制造要利用高性能的計(jì)算工具。數(shù)字孿生可以向整個(gè)生產(chǎn)流程鏈和廠供應(yīng)一個(gè)虛擬鏡像，它是信息物理系統(tǒng)（工業(yè)4.0）的基礎(chǔ)。數(shù)字孿生預(yù)測(cè)工藝鏈設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率的工藝參數(shù)、成本、CO2排放以及材料結(jié)構(gòu)和電池質(zhì)量的影響。

這些預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)用于優(yōu)化工藝鏈設(shè)計(jì)和最佳工藝參數(shù)設(shè)置，并能夠適用生產(chǎn)實(shí)時(shí)控制的特定要求，回答假設(shè)問(wèn)題和減少制造過(guò)程中的試錯(cuò)方法。因此，使用數(shù)字孿生將新增競(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)性，減少過(guò)程優(yōu)化期間的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和測(cè)試時(shí)間，從而提高廠效率。蓄電池組生產(chǎn)線沿線的數(shù)字孿生分析與實(shí)現(xiàn)這一課題正聚焦于此。

電池制造廠價(jià)值鏈整合

在私營(yíng)部門(mén)和公共部門(mén)的努力推動(dòng)下，歐洲通過(guò)在成員國(guó)建立自己的蓄電池組制造能力，逐步強(qiáng)化其電池制造業(yè)價(jià)值鏈。然而，在采購(gòu)工藝設(shè)備時(shí)，制造商在很大程度上仍然依賴(lài)于亞洲供應(yīng)鏈。歐洲的機(jī)械和設(shè)備工程公司供應(yīng)了創(chuàng)新的工藝設(shè)備，但這通常尚未在大規(guī)模的生產(chǎn)線上執(zhí)行。要想取得成功，將歐洲用于電池工藝設(shè)備的供應(yīng)鏈水平整合到不斷上升的大規(guī)模蓄電池組生產(chǎn)中是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。

因此，歐洲電池聯(lián)盟認(rèn)為有必要縮小（i）工業(yè)規(guī)模的電池制造和（iia）電池工藝設(shè)備公司，（iib）材料和其他工業(yè)部門(mén)之間的差距，這些部門(mén)可能會(huì)受益于與電池制造相結(jié)合的行業(yè)（如電網(wǎng)電力或材料供應(yīng)商），正如主題中提到的，電池制造廠價(jià)值鏈的整合——從電池工藝設(shè)備的升級(jí)和創(chuàng)新，到節(jié)能材料和能量流生態(tài)系統(tǒng)的整合。更具體地說(shuō)，該提議的主題提出了一項(xiàng)旨在促進(jìn)該網(wǎng)絡(luò)中更深層次協(xié)作的協(xié)調(diào)支持行動(dòng)（CSA），為歐洲電池價(jià)值鏈的競(jìng)爭(zhēng)力供應(yīng)了重要要素。

4.流動(dòng)化

總體而言，交通運(yùn)輸，尤其是汽車(chē)行業(yè)，將主導(dǎo)中期蓄電池組需求的上升，正如今天的情況相同。得益于顯著的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，這將在降低成本方面發(fā)揮關(guān)鍵用途。然而，要滿(mǎn)足未來(lái)歐洲運(yùn)輸業(yè)的技術(shù)需求，還面對(duì)許多挑戰(zhàn)。

電池模塊和電池組的設(shè)計(jì)和制造

歐洲電池聯(lián)盟將電池模塊和電池組的設(shè)計(jì)和制造視為短時(shí)間內(nèi)要解決的問(wèn)題。事實(shí)上，模塊化設(shè)計(jì)的包裝可用于多種移動(dòng)應(yīng)用。考慮從生產(chǎn)到維護(hù)、修理、拆卸和回收的過(guò)程，模塊和包裝的生態(tài)設(shè)計(jì)也變得越來(lái)越重要。

歐洲要以環(huán)境可持續(xù)性，模塊標(biāo)準(zhǔn)化，低成本維護(hù)設(shè)計(jì)和自動(dòng)化制造流程為目標(biāo)，并輔以不同的模擬方法（包括數(shù)字孿生）。主題A系統(tǒng)方法：電池模塊和電池組的設(shè)計(jì)和制造旨在含義創(chuàng)新設(shè)計(jì)（優(yōu)化機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)）以及相關(guān)的制造工藝，以減少開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本并提高性能，同時(shí)還要考慮可持續(xù)性，如可回收性和碳足跡

熱管理性能

熱管理是未來(lái)電氣化運(yùn)輸驗(yàn)收的一個(gè)重要方面，特別是考慮到快速充電。它為電池系統(tǒng)的安全性和可靠性供應(yīng)保障，這有關(guān)電動(dòng)汽車(chē)的普遍接受和突破也具有決定性用途。歐洲電池聯(lián)盟提出了“先進(jìn)熱管理性能”這一主題，目的是在降低成本（以及相關(guān)體積和/或重量）的同時(shí)，改進(jìn)熱管理，并提高電池系統(tǒng)的效率、可靠性、使用壽命和安全性。

先進(jìn)的電池管理可優(yōu)化電池利用率

汽車(chē)應(yīng)用中使用的緊湊、高能量密度的蓄電池組、模塊和蓄電池非常復(fù)雜，假如控制不當(dāng)，可能會(huì)造成危險(xiǎn)。為了解決這些問(wèn)題，開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的電池管理是確保優(yōu)化電池利用率的一種方法。事實(shí)上，安全、實(shí)時(shí)、基于數(shù)據(jù)的電池管理將確保優(yōu)化并安全使用所有操作模式。“優(yōu)化電池利用率的先進(jìn)電池管理”這一主題旨在開(kāi)發(fā)基于知識(shí)和數(shù)據(jù)的電池管理系統(tǒng)，以降低電池系統(tǒng)的總成本，確保在所有操作模式下的優(yōu)化和安全使用，并為“二次生命周期”供應(yīng)準(zhǔn)確分類(lèi)。

用于開(kāi)發(fā)、制造工藝和電池管理的電池模塊和電池組的數(shù)字孿生

用于移動(dòng)應(yīng)用的電池模塊和電池組的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)基于實(shí)驗(yàn)知識(shí)和大量試驗(yàn)。在開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中，為了降低成本、加快開(kāi)發(fā)過(guò)程、提高電池模塊和電池組的可靠性，有必要使用數(shù)字孿生來(lái)展示真實(shí)的物理產(chǎn)品，并模擬制造工藝和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

因此，歐洲電池聯(lián)盟提出了用于開(kāi)發(fā)、制造工藝和電池管理的電池模塊和電池組的數(shù)字孿生主題。這一主題解決了數(shù)字孿生模型的開(kāi)發(fā)和發(fā)展，以展示真實(shí)的物理產(chǎn)品，并模擬制造工藝和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這將加快開(kāi)發(fā)進(jìn)程，并在開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中提高電池模塊和電池組的可靠性。

電池安全性、性能、可靠性和使用壽命的評(píng)估方法和工具

現(xiàn)有的評(píng)估電池安全性、性能、可靠性和使用壽命的方法和工具通常既耗時(shí)又昂貴（例如，目前僅通過(guò)對(duì)樣品電池進(jìn)行破壞性/濫用性測(cè)試來(lái)評(píng)估電池安全性）。這些方法在測(cè)試樣品和測(cè)試基礎(chǔ)設(shè)施方面都很昂貴，而且無(wú)法在生產(chǎn)階段結(jié)束時(shí)或電池使用壽命后期以高通量方式評(píng)估工業(yè)電池組。

此外，目前執(zhí)行的電池級(jí)評(píng)估通常不夠詳細(xì)，無(wú)法預(yù)測(cè)電池組級(jí)的性能、安全性、耐用性和可靠性。因此，評(píng)估電池安全性、性能、可靠性和使用壽命的新方法和新工具成為一個(gè)重要課題。相關(guān)的研究創(chuàng)新應(yīng)基于各種技術(shù)，如特點(diǎn)描述、虛擬和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、模擬或這些技術(shù)的組合，來(lái)含義新的方法和工具，以便跨行業(yè)驗(yàn)證。重要目標(biāo)應(yīng)該是大幅降低電池評(píng)估的成本（至少20%-30%)和/或持續(xù)時(shí)間（至少20%-30%)，并提高其質(zhì)量。

5.支持部署固定式儲(chǔ)能和整合電動(dòng)交通

固定式電儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全要求

擴(kuò)展電能存儲(chǔ)系統(tǒng)的重要先決條件是其在整個(gè)價(jià)值鏈中經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的安全性。到目前為止，這一問(wèn)題還未得到充分解決。安全措施存在于從材料層到電池層的不同層次上，也存在于從便攜式設(shè)備到電動(dòng)汽車(chē)的各種存儲(chǔ)應(yīng)用的應(yīng)用層次上。然而，有關(guān)固定的EES應(yīng)用，在很大程度上仍然缺少標(biāo)準(zhǔn)。

為了提高電化學(xué)儲(chǔ)能（EES）固定系統(tǒng)（如大型高能量?jī)?chǔ)能電站）中的應(yīng)用，安全性是關(guān)鍵。固定式電能存儲(chǔ)系統(tǒng)的安全要求旨在通過(guò)研究創(chuàng)新識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)和最低安全要求，考慮其特定條件，如電網(wǎng)接口、建筑物、救援系統(tǒng)等。了解安全狀態(tài)將有助于提高固定式EES應(yīng)用的整體安全性，從而為大規(guī)模重復(fù)使用電池（二次生命周期）開(kāi)辟這些領(lǐng)域。歐洲必須引領(lǐng)新型儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全挑戰(zhàn)，以促進(jìn)更可靠的部署并防止不合規(guī)解決方法進(jìn)入市場(chǎng)。

開(kāi)放式電池管理系統(tǒng)

先進(jìn)的電池存儲(chǔ)系統(tǒng)將在未來(lái)能源領(lǐng)域發(fā)揮重要用途。它們將允許太陽(yáng)能和風(fēng)能資源的持續(xù)使用，支持工業(yè)4.0的利用，并促進(jìn)專(zhuān)用于工業(yè)或私人家庭的小型機(jī)器人設(shè)備的開(kāi)發(fā)。當(dāng)前電池存儲(chǔ)系統(tǒng)面對(duì)的一個(gè)重要挑戰(zhàn)是，由于電池的電化學(xué)降解，其壽命狀態(tài)（包括健康狀態(tài)、功能狀態(tài)和安全方面）會(huì)隨著時(shí)間和使用時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。這種壽命狀態(tài)要通過(guò)電池管理系統(tǒng)（BMS）進(jìn)行估算。在混合儲(chǔ)能系統(tǒng)（HESS）中，將多個(gè)電池組合起來(lái)作為一個(gè)單電池儲(chǔ)能系統(tǒng)（BESS），了解電池壽命狀態(tài)有關(guān)利用化學(xué)物質(zhì)的協(xié)同用途至關(guān)重要。挑戰(zhàn)在于建立標(biāo)準(zhǔn)程序以確定系統(tǒng)的生命狀態(tài)指標(biāo)。

此外，第三方必須有權(quán)訪問(wèn)所有必要的電池系統(tǒng)信息、電池狀態(tài)、操作模式和互操作性條件。使用標(biāo)準(zhǔn)程序確定電池壽命狀態(tài)的開(kāi)放存取電池管理系統(tǒng)主題建議開(kāi)發(fā)可延長(zhǎng)電池使用壽命的解決方法，并演示診斷和預(yù)測(cè)電池系統(tǒng)壽命狀態(tài)的無(wú)差別方法。例如，可以通過(guò)具有實(shí)時(shí)算法和創(chuàng)新儀器的先進(jìn)BMS，以及使用歷史數(shù)據(jù)且得益于高計(jì)算能力的離線解決方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

固定式電池儲(chǔ)能的互操作性

互操作性和多服務(wù)操作是電池儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)于其他競(jìng)爭(zhēng)性?xún)?chǔ)能技術(shù)的關(guān)鍵支柱。這對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的使用靈活性也很重要。將互操作性與適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)、業(yè)務(wù)模型和技術(shù)解決方法相結(jié)合，要成為BESS、混合儲(chǔ)能系統(tǒng)（HESS）和電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)的一部分，以實(shí)現(xiàn)多服務(wù)靈活性。

主題為促進(jìn)多服務(wù)靈活性、混合解決方法和電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的固定式電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的互操作性建議開(kāi)發(fā)技術(shù)，通過(guò)在設(shè)備和系統(tǒng)之間對(duì)齊來(lái)自公用事業(yè)和ICT領(lǐng)域的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)互操作性和無(wú)縫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享，從而在互操作性環(huán)境中實(shí)現(xiàn)BESS和電動(dòng)汽車(chē)靈活性的無(wú)縫利用和貨幣化，從而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的BESS和電動(dòng)汽車(chē)服務(wù)。

用于中長(zhǎng)期存儲(chǔ)的電池能量系統(tǒng)

如綠色協(xié)議中所述，為了促進(jìn)到2050年歐洲大陸向零排放能源系統(tǒng)的過(guò)渡，供應(yīng)具有成本效益、可靠和可持續(xù)的儲(chǔ)能至關(guān)重要。有必要開(kāi)發(fā)適合各種用途的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)（ESS），以促進(jìn)一系列服務(wù)。此外，要開(kāi)發(fā)的不僅僅是電池，而是整個(gè)系統(tǒng)及其電子部件、管理系統(tǒng)和高級(jí)軟件，這些都是獲得最終可銷(xiāo)售解決方法所必需的。

中長(zhǎng)期儲(chǔ)能電池能源系統(tǒng)主題解決了開(kāi)發(fā)和演示用于長(zhǎng)期儲(chǔ)能（10小時(shí)以上）的現(xiàn)實(shí)生活大規(guī)模解決方法的必要性，這將對(duì)不可編程和間歇性風(fēng)能和光伏綠色能源的滲透出現(xiàn)積極影響。有關(guān)歐洲公司來(lái)說(shuō)，每日峰值轉(zhuǎn)移是一個(gè)巨大的商機(jī)，它們可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是在化學(xué)還是系統(tǒng)層面，在與擁有專(zhuān)有技術(shù)的世界其他地區(qū)的競(jìng)爭(zhēng)中存在差距。電網(wǎng)支持、負(fù)荷轉(zhuǎn)移和套利市場(chǎng)充分證明了支持歐洲解決方法供應(yīng)商的努力。

儲(chǔ)能與直流微電網(wǎng)體系架構(gòu)

在固定式儲(chǔ)能、負(fù)載和存儲(chǔ)設(shè)備以及電動(dòng)汽車(chē)的背景下，由于直流可再生能源的滲透率顯著提高，直流微電網(wǎng)概念引起了越來(lái)越多的關(guān)注。除了簡(jiǎn)單化之外，由于要更少的轉(zhuǎn)換器和其他元件，直流微電網(wǎng)在降低能耗和成本同時(shí)，簡(jiǎn)化了電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

由于直流微網(wǎng)技術(shù)的顯著優(yōu)勢(shì)，以及在存儲(chǔ)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方面的靈活性和混合性，其在LCOS的改進(jìn)方面被寄予很高的期望。存儲(chǔ)和直流微電網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和專(zhuān)用電子設(shè)備主題側(cè)重于為減少電池儲(chǔ)能系統(tǒng)（BESS）的安裝成本所必需的基本開(kāi)發(fā)。目前，電子設(shè)備和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的高初始成本（CAPEX）和復(fù)雜性已被確定為BESS集成的重要阻礙因素，盡管其可以獲得許多功能和長(zhǎng)期利益。解決這一問(wèn)題以新增可再生能源的使用至關(guān)重要。

梯次電池的建模和標(biāo)準(zhǔn)化

估計(jì)到2025年將有29GWh的梯次電動(dòng)汽車(chē)電池可用。其中，近三分之一可能用于梯次電池的固定存儲(chǔ)（10GWh），到2025年，累計(jì)儲(chǔ)存總量將達(dá)到26GWh。將梯次電池用于固定式儲(chǔ)能可以帶來(lái)一系列效益，包括由于延長(zhǎng)使用壽命而大大減少電池的碳足跡。

然而，在廣泛使用梯次電池之前，要在評(píng)估方法、修復(fù)和電池管理方面取得重大進(jìn)展。用于固定存儲(chǔ)的梯次電動(dòng)汽車(chē)電池的建模和標(biāo)準(zhǔn)化主題解決了這些發(fā)展問(wèn)題。通過(guò)開(kāi)發(fā)技術(shù)和機(jī)制（如評(píng)估，修復(fù)和優(yōu)化BMS），可以可靠、安全和可持續(xù)地使用梯次電池，電池的生命周期評(píng)估有望得到顯著改善應(yīng)當(dāng)看到，由于使用壽命至少延長(zhǎng)了50％，電池的溫室氣體排放量和碳足跡會(huì)大幅下降。歐洲必須對(duì)市場(chǎng)上出售的儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用壽命終止采取行動(dòng)和監(jiān)測(cè)工具。在梯次生命周期場(chǎng)景中，了解電池的價(jià)值或成本是一項(xiàng)義務(wù)，而不解決這個(gè)問(wèn)題可能會(huì)帶來(lái)無(wú)法估量的環(huán)境成本。

6.電池材料回收

隨著電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的鋰離子電池進(jìn)入歐洲市場(chǎng)。在未來(lái)10年內(nèi)，大量電動(dòng)汽車(chē)電池系統(tǒng)有望達(dá)到使用壽命（EoL）。

電池材料全回收

處理報(bào)廢電池流要在整個(gè)歐盟范圍內(nèi)開(kāi)發(fā)一套統(tǒng)一的電池處理系統(tǒng)。因此，處理EoL鋰離子電池的收集、處理、分類(lèi)和拆解是將材料重新納入電池價(jià)值鏈并確保適當(dāng)回收的首個(gè)必要步驟。

應(yīng)開(kāi)發(fā)更環(huán)保的工藝，以盡量減少能源、水和化學(xué)品的消耗，以及回收化學(xué)品，并盡量減少接觸有害物質(zhì)。提高電池材料的全回收的目標(biāo)是創(chuàng)建可行的整體回收流程，以有效利用未來(lái)10年內(nèi)達(dá)到報(bào)廢水平的大量電動(dòng)汽車(chē)電池廢料以及生產(chǎn)前廢料。其目的是建立回收過(guò)程，最大限度地回收這些二次原料中所包含的資源（單元素/材料的高回收率，以及材料的總回收率）。

收集、逆向物流、拆解和分類(lèi)

整個(gè)歐洲鋰離子電池價(jià)值鏈的流程非常多樣化。活性材料的種類(lèi)、尺寸、形狀、連接方式和化學(xué)成分種類(lèi)繁多，很難以最大的回收率和最小的CO2足跡對(duì)其進(jìn)行有效處理。除其他外，可以通過(guò)在專(zhuān)家診斷和評(píng)估健康狀況后將部分流程重新定向到二次生命周期應(yīng)用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。因此，分類(lèi)技術(shù)是另一個(gè)有待進(jìn)一步發(fā)展的領(lǐng)域。

所有回收階段中的安全問(wèn)題也應(yīng)予以適當(dāng)注意。在報(bào)廢車(chē)輛的回收站和經(jīng)授權(quán)的處理設(shè)施中，回收的EoL電池的狀態(tài)通常是未知的。在承受電負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮到觸電的危險(xiǎn)。當(dāng)電池發(fā)生短路或焊接/接頭損壞時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)。這些會(huì)引起不受控制的熱量釋放，從而引發(fā)連鎖反應(yīng)（熱失控），電解液和電池內(nèi)部有機(jī)化合物的分解和蒸發(fā)，甚至導(dǎo)致燃燒速度加快，最終導(dǎo)致爆炸并釋放出有毒氣體。在處理來(lái)自電動(dòng)汽車(chē)或儲(chǔ)能應(yīng)用的高能電池時(shí)，這些危險(xiǎn)尤為顯著。

收集、逆向物流、拆解和分揀是指開(kāi)發(fā)綜合技術(shù)，在不斷上升的電池流最終進(jìn)入回收過(guò)程之前，對(duì)其進(jìn)行安全有效的處理。創(chuàng)建用于健康狀況（SoH）評(píng)估和分類(lèi)的方法和技術(shù)（在可能的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化），以便將具有潛在危險(xiǎn)的電池與可重復(fù)使用或用于二次應(yīng)用的電池分開(kāi)。

7.培育新興技術(shù)

歐洲電池聯(lián)盟認(rèn)為，重要的是不僅要建立具有競(jìng)爭(zhēng)力的歐盟電池產(chǎn)業(yè)，而且要長(zhǎng)期保持競(jìng)爭(zhēng)力。因此，現(xiàn)如今的部分研究經(jīng)費(fèi)應(yīng)用于長(zhǎng)期目標(biāo)。

多價(jià)電池

在有望供應(yīng)高能量和功率密度同時(shí)又是綠色、廉價(jià)和安全的新興儲(chǔ)能技術(shù)中，新型多價(jià)（鈣、鎂、鋁等）電池具有重要用途，要加以探索和開(kāi)發(fā)。陽(yáng)離子的多價(jià)性帶來(lái)了額外的困難，但由于每個(gè)陽(yáng)離子供應(yīng)了一個(gè)以上的電子，因此有希望獲得更高的能量密度，并有望使用金屬陽(yáng)極，此外，由于使用了更豐富的材料而降低了成本。多價(jià)電池解決了綠色和可持續(xù)多價(jià)電池概念的發(fā)展。這些基于鈣、鎂、鋁等豐富的多價(jià)陽(yáng)極的新型儲(chǔ)能技術(shù)，有望在實(shí)現(xiàn)綠色、廉價(jià)和安全的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高能量和功率密度。

非常規(guī)氧化還原液流電池

為了推動(dòng)以具有競(jìng)爭(zhēng)力的能源價(jià)格（€/kWh）引進(jìn)與可再生能源相結(jié)合的儲(chǔ)能系統(tǒng)，歐洲要突破性的技術(shù)。歐洲電池聯(lián)盟認(rèn)為，可持續(xù)的非傳統(tǒng)氧化還原液流電池的建模，新的電池化學(xué)和新的電池設(shè)計(jì)代表著朝這個(gè)方向邁出的一步。非常規(guī)氧化還原液流電池：建模、新的可持續(xù)電池化學(xué)和電池設(shè)計(jì)旨在開(kāi)發(fā)電化學(xué)模型以進(jìn)行仿真，并輔以實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而能夠以更快，更便宜的方式發(fā)現(xiàn)最有希望的氧化還原電對(duì)。這將有助于尋找和選擇分子作為氧化還原液流電池的陰極和陽(yáng)極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，從而能夠更快地開(kāi)發(fā)高能量密度、低價(jià)、可持續(xù)和更安全的系統(tǒng)。

水系電池

基于同樣的理由，歐洲電池聯(lián)盟建議探索低成本、安全先進(jìn)的水系電池用于儲(chǔ)能。它們?cè)诎踩浴⒊杀竞涂沙掷m(xù)性方面的固有特性可能是未來(lái)幾年歐洲電池價(jià)值鏈的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)。該主題將探討由于其低成本、可持續(xù)性和安全性方面的固有特性而在儲(chǔ)能方面特別受關(guān)注的可充電水電池。新型水電池由于具有較高的離子電導(dǎo)率，可以在較高的往充放效率下供應(yīng)快速充電/放電。電解液成分更便宜且對(duì)環(huán)境無(wú)害。該技術(shù)不僅適用于大規(guī)模儲(chǔ)能，而且也適用于不要高容量能量密度的其他應(yīng)用。

新興技術(shù)監(jiān)測(cè)界面

盡管新型化學(xué)的研究很重要，但歐洲電池聯(lián)盟也將蓄電池組分之間的接口確定為一個(gè)要廣泛研究和理解的研究領(lǐng)域。電池接口處的化學(xué)反應(yīng)會(huì)極大地影響電池的使用壽命和安全性。

基于這些原因，監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)原位中新興電池技術(shù)的接口，以增進(jìn)我們的理解。因此，新電池的性能應(yīng)被視為另一優(yōu)先事項(xiàng)。監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)原位中新興電池技術(shù)的接口這一主題的范圍是在電池形成和傳播過(guò)程中作為蓄電池組循環(huán)的功能研究電池內(nèi)部的接口。

建模是支持理解反應(yīng)和/或降解機(jī)制以及評(píng)估化學(xué)成分在界面處形成或分解的重要工具。其目的是為研究蓄電池組中組件之間的接口供應(yīng)概念證明，同時(shí)闡明由于接口處發(fā)生反應(yīng)而導(dǎo)致降解機(jī)理的方法。這些新技術(shù)和新方法將為電池接口研究建立一個(gè)完善的科學(xué)平臺(tái)奠定基礎(chǔ)。

新型陽(yáng)極材料發(fā)現(xiàn)的組合方法

最后，歐洲電池聯(lián)盟觀察到，可用于電池陽(yáng)極的實(shí)用材料的選擇范圍非常狹窄，其性能是進(jìn)一步改善電池化學(xué)性能的重要障礙之一。

此外，由于缺乏可比性實(shí)驗(yàn)證據(jù)和可用資源，有關(guān)新型和新興陽(yáng)極電池材料穩(wěn)定性和性能的知識(shí)有限。長(zhǎng)期挑戰(zhàn)是開(kāi)發(fā)一個(gè)能夠快速、高通量和可重復(fù)的實(shí)驗(yàn)篩選新的潛在陽(yáng)極材料的平臺(tái)。

新陽(yáng)極材料發(fā)現(xiàn)的組合方法這一主題旨在為潛在陽(yáng)極材料的開(kāi)發(fā)和測(cè)試創(chuàng)造這樣一個(gè)平臺(tái)。該方法應(yīng)顯示出與“電池2030+”倡議的自主電池材料加速平臺(tái)（MAP）的協(xié)同用途，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)先進(jìn)的多尺度建模過(guò)程初步選擇合適的材料。