米乐m6手机版我国新能源材料发展存在的问题与发展重点路径pdf我国新能源材料发展存在的问题与发展重点路径 一、我国新能源关键材料发展存在的问题 以锂离子电池为代表的二次电池广泛应用于手机等信息电子终端产 品、电动车和电力储存领域，服务于信息产业，更是交通能源变革和 电力能源的重要支持技术。燃料电池技术作为我国新能源产业的 关键核心技术之一，被列入《能源技术创新行动计划（2016—2030 年）》《“十三五”国家科技创新规划》《可再生能源中长期发展规划》 等。目前，我国总体上已成为新能源材料大国米乐m6手机版，但大而不强，存在自 主保障能力较弱、高端材料受制于人、资源利用能力不高等问题，严 重制约着我国新能源材料的可持续发展。 （一）部分基础原材料依赖进口，严重威胁关键战略材料产业链安全 在锂电池电解液产业中，国内企业部分功能添加剂的设计和生产在一 定程度上依赖进口；在高性能膜材料领域，基层无纺布、聚砜、界面 聚合单体等原料普遍依赖进口。作为燃料电池核心部件的燃料电池膜 电极，其原材料如质子交换膜、树脂溶液、催化剂、碳纸等主要依赖 进口。国内自主知识产权的超薄增强质子交换膜大规模国产化处于起 步阶段；电催化剂的量产能力已有所提升，但性能和耐久性与国外相 比还有较大差距；大规模使用的碳纸扩散层主要依赖进口，而国外正 不断提高碳纸售价且大幅减少出口，威胁着我国关键战略材料的产业 链安全。 （二）高端产品自给率不高，高端应用的自主保障能力不足 锂电池关键材料技术总体上仍落后国外先进水平，部分高端材料还依 赖进口。技术创新能力不足、自主推出的新产品少、产品升级换代慢、 相关专利及核心技术缺乏，阻碍了中国锂离子电池参与国际市场竞争 的步伐。关键材料 Co、Li、石墨等资源不足，导致价格变动幅度大 且有上涨趋势。 我国车用燃料电池技术无论在电堆性能、寿命还是成本方面，与国际 先进水平比较仍有较大差距。国外高端燃料电池产品目前对国内禁售， 亟需进行自主设计与开发，而高端产品研发所需的核心材料和部件 主要依靠进口，如质子交换膜。我国正在实施面向此类高端基础材料 的重大专项研究项目，预计在“十四五”末期，高端产品的自给率和 自主保障能力将大幅提高。 （三）原始创新不足，“产学研用”合作平台欠缺 我国新能源材料基础研究薄弱，存在重应用轻基础、重模仿轻原始创 新、重迭代轻颠覆性等问题，严重制约了我国新能源材料行业整体技 术水平的提升。另外，缺少用于原始创新和基础研究的“产学研用” 合作平台，大量创新成果仅停留在实验室研究阶段，没有高效的研发 平台将基础性研究成果进行工艺小试验证和中试放大研究，阻碍了科 研成果的快速转化和产业应用。 （四）基础性创新研发投入占比低 我国新能源材料核心技术和制造装备受制于人的局面尚未得到根本 性扭转米乐m6手机版，产业处于价值链的中低端。研发投入分配失调，多用于应用 技术的研发，基础研究研发投入占比低，导致关键核心技术攻关后劲 不足。另外，基础研究与工业生产结合黏度低，限制了研究成果的转 化，导致原始创新能力不足。 二、国内外新材料研发与产业发展趋势 （一）行业垄断进一步加剧，关键材料控制成为竞争焦点 国外跨国企业在新能源材料领域不断拓展，尤其在高附加值的关键战 略材料产品中占据主导地位，通过技术和市场行业垄断实施产品封锁 或倾销，扼制竞争国家的经济建设及重大工程实施。材料技术的进步 是动力电池水平提升的基础，以三元电池为例，目前正处于低镍向高 镍的转化期。美国少数企业垄断了高容量富锂和低钴 / 无钴正极材 料的技术专利，德国、日本和韩国的少数企业在高镍低钴三元电池材 料中占据优势地位，日本信越化学工业株式会社、美国 3M 公司等拥 有硅基负极材料的关键专利技术。我国正负极材料和电池产能已是世 界第一，但核心专利技术仍然缺乏。 在燃料电池领域，膜电极（包括催化剂、膜和碳纸）的性能及成本是 限制燃料电池大规模商业化的瓶颈。日本田中贵金属集团生产的铂催 化剂在国际市场份额占有率居于首位，美国戈尔公司在全球质子交换 膜供应领域中处于领先地位。日本东丽（Toray）集团、德国西格里 （SGL）公司、加拿大巴拉德（Ballard）动力系统公司等生产的碳纸 是我国燃料电池领域的主要进口产品，曾经出现过碳纸供应渠道中断 的情况，对我国的燃料电池技术安全构成了严重威胁。 （二）绿色低碳成为新能源材料发展的重要趋势 以节能环保和绿色低碳为代表的新能源产业迅速崛起，带动关键材料 产业及应用的绿色化和低碳化发展。锂离子电池材料和燃料电池材料 技术的不断突破使新能源汽车逐步走进千家万户，同时，汽车的电动 化与智能化相得益彰，带来汽车行业和能源行业的深刻变革。未来 10 年将是现有主流混合动力和纯电动汽车市场发展的黄金时代，也是燃 料电池汽车技术快速发展的 10 年，必将推动燃料电池用车载制氢系 统的发展。高效、清洁、经济的燃料电池是世界强国布局未来发展的 重点，随着配套技术逐步改进，燃料电池汽车有望在 15~20 年内成 为新能源汽车的主流，特别是在重型货车和长途客车市场，将为重整 制氢用高温催化材料迎来前所未有的发展机遇。 （三）新能源材料的高性能化、尖端化发展明显加速 重大原创成果代表着科技硬实力，持续创新是保持科技强国地位的基 石。随着一系列高新技术的突破，以锂离子电池和燃料电池关键材料 为代表的新能源材料继续向更高精尖、高性能方向发展。 在技术进步和产业发展双因素共同作用下，电池系统技术水平明显提 升，生产成本也呈持续下降趋势。近年来，我国动力电池技术飞跃发 展米乐m6手机版，并已实现了规模化生产；高镍三元材料量产的软包电池比能量达 到 288 Wh/kg；乘用车领域的电池系统比能量集中在 140~160 Wh/kg， 在成组效率及能量密度方面普遍高于国际同期其他产品。 燃料电池关键材料、核心部件、电堆与系统的性能持续迅速提升。在 催化剂方面，国内外均采用合金化以及形貌调控技术，使我国实验室 中催化剂性能已经超过美国能源部（DOE）2020 年设置的技术指标。 在质子交换膜方面，为提高燃料电池比功率，美国戈尔公司以全氟磺 酸树脂为基础制备超薄增强膜，使面电阻进一步减小。在膜电极方面， 国内外的实验室研究均已达到美国 DOE 设置的 2020 年膜电极铂用 量指标（0.125 mg/cm2 ），但目前国外最好的商业化车用膜电极铂载 量仍高达 0.35~0.4 mg/cm2 。 （四）产业规模不断扩大，新能源材料成为经济增长新引擎 随着基础创新和应用创新研究能力的不断提高，一系列新能源关键材 料的核心技术不断取得突破。我国已成为国际主要的锂离子电池材料 生产国。在燃料电池方面，国内有多个省市推出了氢能与燃料电池的 发展规范。 发展新能源汽车是保障我国能源安全的重大战略举措，是降低汽车污 染排放的有效途径。 2019 年，我国新能源汽车销量超 120 万辆， 位居世界首位，2030 年有望达到 1500 万辆。锂离子电池为我国新 能源汽车的跨越式发展和能源安全提供了关键支撑。由于具有功率密 度高、室温下快速启动等优点，PEMFC 在交通运输和固定电站领域有 着广泛的应用前景。 三、我国新能源关键材料发展路径 （一）发展思路 在锂离子电池方面，支持动力电池关键材料与关键设备的技术攻关， 完善锂离子电池关键材料研发、测试、应用验证和分析平台建设，支 撑锂离子电池产业与产品升级以及成本降低；持续支持新型电池体系 的创新基础与技术研究，发展更高比能量和高安全性、低成本电池技 术；推进产业升级（如发展先进装备、强化先进控制与推行先进管理） 与产品升级，在国家新能源汽车政策的支持下，保持国内市场高速发 展；重视和促进超大规模企业（或企业联合体）的形成与发展，推动 企业创新技术与产品、知名品牌以及高端人才队伍的培育与培养，不 断夯实产业做“强”的基础。 在燃料电池方面，不断完善我国燃料电池的技术创新平台，鼓励开发 应用质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池等小型实用燃料电池； 支持低成本制氢技术与高容量储氢技术的研究与示范应用，发展燃料 电池本体与材料技术以及燃料电池电动汽车动力系统技术，降低燃料 电池应用成本；拓宽小型燃料电池系统的应用领域，推动燃料电池在 电动车上的示范运营，形成完整的应用产业链。 （二）发展目标与重点任务 1. 2025 年的发展目标与重点任务 （1）锂离子电池 发展目标为：力争在 2025 年前，在动力电池方面实现固液混合锂离 子电池比能量 400 Wh/kg，循环 1000 次，实现在新能源动力系统中 的全面应用；金属锂负极二次电池比能量 500 Wh/kg；全固态金属锂 电池比能量 400 Wh/kg，循环 500 次。2025 年，预计正极材料年产 能为 2×106 t、负极材料年产能为 1×106 t、隔膜年产能为 1.5×1010 m2 、电解液年产能为 6×105 t。 重点发展任务为：重点研发高镍低钴或无钴三元正极材料、高压镍锰 尖晶石正极材料、富锂锰基正极材料、碳 / 合金等高容量负极材料， 研发陶瓷涂层隔膜等高安全性隔膜、阻燃电解液，研发耐高压隔膜和 电解液。研发基于三元 / 高压 / 富锂正极材料和高容量碳 / 合金 负极材料的高能量密度单体电池，发展基于模型的极片 / 电池设计 技术，提高电池功率和环境适应性；开发高安全性隔膜、电解质和高 稳定低电阻电极 / 电解质界面技术，提升动力电池能量密度、功率 密度、寿命、安全性以及降低成本等。带动关键材料国产化，实现动 力电池规模制造与品质保证技术的快速升级；提出固态动力锂电池的 设计原理和材料体系，阐明循环过程中动力学特性及结构演化规律， 形成固态电池系统自主技术，开展在新能源汽车等方面的应用推广。 开展锂离子动力电池的回收再利用技术研究，降低动力电池体系全生 命周期成本，建立绿色全生命周期设计优化评估，增强材料的绿色度 和对环境的可持续性发展。 （2）燃料电池 发展目标为：2025 年，实现加氢站现场制氢、储氢模式的标准化和 推广应用；突破燃料电池关键技术，初步建立起燃料电池材料、部件 和系统的产业链。2025 年铂基电催化剂产能达到 3 t/a，满足 10 万套车用 PEMFC 系统的需要；酸性离子交换膜年产能为 2×106 m2 ； 碳纸年产能为 4×106 m2 ，膜电极年产能达到 2×106 m2 。 重点发展任务为：立足于我国燃料电池

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