上一節分析了福建省儲能電池產業發展存在的問題，本章將針對性地提出福建省鋰離子電池及鈉離子電池產業技術路線和創新路徑，以期進一步鞏固儲能電池產業基礎，助力福建省儲能電池產業高質量發展。
一、儲能電池產業技術路線
（一）鋰離子電池技術路線
1.研發重點
（1）原材料的制備
目前，正極材料性能改善技術主要有單一元素摻雜改性、元素共摻雜改性、表面修飾改性、材料納米化改性。為了改善電池的安全性、提高電池的能量密度和循環壽命，應積極研發新型隔膜材料以改善電池性能；聚離子液體不僅有離子液體熱穩定性好的優點，而且結合了聚合物固態電解質的優勢，在制作過程中不易漏液且易加工。因此，離子液體電解質應作為鋰離子電池原材料制備的重點研發方向。
（2）電池管理系統
電池管理系統的主要功能是對電池進行充放電管理、均衡管理、熱管理，對SOX進行精確估計。電池管理系統對電池的安全起著至關重要的作用。目前，電池管理系統的關鍵問題或難點包括電池狀態的估計、電池的均勻性、電池的熱管理以及電池充放電管理。
（3）電池性能測試
電池性能測試主要分為循環壽命測試、充放電性能測試、電池應用性能測試。在電池研發過程中的循環壽命測試不僅耗時且價格昂貴，需要對測試方案進行優化。鋰電池的充放電測試方法包括恒流充電、恒壓充電、恒流放電等。目前，對鋰電池安全性的認識仍然不全面，測試標準和評價體系仍然不完備，福建省相關的電池測試企業較為缺乏。
2.發展目標
基于上述分析，提出以下發展目標（如圖1所示）：2025年，福建省鋰離子儲能電池的產業鏈產值為1000億元，目標產能為30 GWh，能量密度超過300 Wh/kg，循環壽命超過1萬次，電池成本低于0.8元/Wh。2030年，福建省鋰離子儲能電池的能量密度超過350 Wh/kg，循環壽命超過1.5萬次，電池成本低于0.6元/Wh。
圖1 鋰離子儲能電池技術路線
（二）鈉離子電池技術路線
1.研發重點
（1）原材料的制備
鈉離子電池的主要正極材料有層狀氧化物、普魯士藍（白）和聚陰離子材料等。層狀氧化物的缺點在于較快的可逆容量衰減、較差的空氣穩定性以及較低的倍率性能等；聚陰離子材料雖然具有結構穩定、循環壽命長等優勢，但是成本較高、能量密度性能較差。對于正極材料來說，提高工作電壓從而提升電池能量密度，是一種有效策略。
硬碳材料具有儲鈉比容量高、儲鈉電壓低、循環穩定等優勢，是當前首選的負極材料。但是在高倍率負極材料的制備方面仍有優化的空間。因此，設計和開發新的負極材料是提升負極材料性能的重要研究方向之一。
（2）電池管理系統
電池安全管理仍然是鈉電池需要突破的瓶頸。在電池管理系統的關鍵技術方面，鈉離子電池與鋰離子電池差異較小，對鈉電池進行充放電管理、均衡管理、熱管理，對SOX進行精確估計，依然是鈉電池管理系統需要改進和突破的關鍵技術。
（3）電池性能測試
鈉離子儲能電池性能測試是保證電池安全使用的關鍵步驟。電池性能測試主要分為循環壽命測試、充放電性能測試、電池應用性能測試，其測試方法與鋰電池差異性較小。
相較于鋰離子電池而言，目前福建省關于鈉離子電池的相關安全測試設備和測試標準較少，主要測試企業和測試設備供應商較為缺乏，且對鈉電池安全性的認識不全面，未形成完善的評價體系和測試標準。
2.發展目標
基于上述分析，提出以下發展目標（如圖2所示）：2025年，福建省鈉離子儲能電池的產業鏈產值為300億元，目標產能為10 GWh，能量密度超過180 Wh/kg，循環壽命超過6000次，電池成本低于0.6元/Wh。2030年，福建省鈉離子儲能電池的產業鏈產值為400億元，目標產能為20 GWh，能量密度超過230 Wh/kg，循環壽命超過1萬次，電池成本低于0.4元/Wh。
圖2 鈉離子儲能電池技術路線
二、儲能電池產業創新路徑
（一）科學布局，開發新型儲能電池材料儲能電池的性能提升主要依靠新型儲能電池材料的研發，這對儲能電池的大規模應用至關重要。福建省應充分發揮寧德時代、廈鎢新能源等行業龍頭的帶頭作用，圍繞儲能鋰電池，針對電池正負極材料、隔膜及電解液等關鍵核心技術，開展技術專項攻關。通過材料改性、研發新型添加劑等手段，提高電池材料性能，進一步提高儲能鋰電池性能，降低成本。
因鋰礦資源有限等問題，需探索開發新型儲能電池，因此在發展鋰離子電池的同時，協同推進鈉離子電池關鍵技術攻關。發揮寧德時代在鈉離子電池領域的現有技術優勢，開展鈉離子電池電化學機理研究，探索研發不同材料體系，通過研發創新性材料，提高鈉離子電池循環壽命。推動鈉離子電池與鋰離子電池產業互補發展，與鋰離子電池相互補充、相互支撐，降低關鍵礦產資源依賴度，突破電化學儲能成本瓶頸。
（二）因地制宜，優化產業布局
依據福建省的地域特點、能源發展情況等，在風電、核電、漁業供電和分布式光伏等領域配置儲能。福建丘陵多、平原少，許多地方地多人稀，應結合國家政策，大力支持發展分布式光伏儲能，加大光儲一體化建設，逐步深入光伏電站與新能源儲能企業合作。
充分發揮福建省光能、風能等資源優勢，依托福建省產業基礎，統籌考慮環境承載能力，打造和升級儲能電池產業集群。南平、三明、龍巖等地區石墨、氟新材料資源充裕，寧德時代全產業鏈技術較為完善，廈門儲能電池產業布局逐漸深入。福建省需要依托本省產業優勢，充分利用南平、三明、龍巖等地區的生產資源基礎，充分發揮廈門、寧德等國家級和省級高新技術產業基地的引領作用，通過人才引進等，逐步將技術向園區、基地集中。鼓勵寧德建成世界鋰電之都，在寧德時代龍頭企業帶領作用下，逐步在漳灣、七都等工業重鎮布局更多小微園區，引進更多產業鏈配套企業，大力發展儲能電池產業。
（三）強化企業研發創新能力
持續創新是產品質量提升的關鍵，也是企業在市場競爭中的重要后備支撐。隨著儲能電池下游應用領域需求增長，推動儲能電池的安全性、能量密度、循環能力等性能提升的要求越來越高，這需要相關企業大膽革新，強化企業的研發創新能力，促使儲能電池技術不斷進步。福建省儲能電池企業要始終以客戶為導向，持續加大研發投入，提高產品核心競爭力。
（四）探索多種儲能商業模式
探索共享儲能模式，提高儲能電站利用率，激勵新能源電站以多種形式配置儲能。在用戶側，探索儲能聚合應用，鼓勵分散式儲能設施的聚合利用，發揮對負荷削峰填谷作用。對大規模的儲能設施進行分散，對小規模的儲能設施進行聚合，參與需求側響應，創新能源負荷雙向互動。創新投資運營模式，鼓勵發電企業、獨立儲能運營商聯合投資新型儲能項目，通過市場化方式合理分配收益。
（五）加強基礎研究和人才培養
為了研發更安全、成本低、長壽命的儲能電池，建議福建省內企業、高校以基礎材料和反應機理為出發點，加大對原材料、電芯、管理系統等相關基礎研究，持續進行理論和技術上的創新。加強福建省各高校中電化學電池、新能源綜合利用、電力運行與控制等相關領域專業的人才培養，為福建省內儲能電池企業輸送一批具有持續創新能力、創新意識和高穩定的優秀人才。同時，各企業也需要重視儲能電池領域科學家和工程師的培養力度，為提升福建省儲能電池產業競爭力搭建人才“蓄水池"。(作者：歐凱 李雨吳川 王亞雄)
