在數(shù)字時代，有兩項發(fā)明被認為對推動歷史進程具有重要意義。一項是半導體，作為芯片的基本元件，構(gòu)成了現(xiàn)代電子產(chǎn)品的“大腦”；另一項是鋰離子電池（以下簡稱“鋰電池”），作為能源載體驅(qū)動全世界的運轉(zhuǎn)。鋰電池與我們每個人生活密切相關，從幾乎人手一部的手機到筆記本電腦，再到蓬勃發(fā)展的新能源汽車和儲能產(chǎn)業(yè)都離不開它。鋰電池雖然首先由歐美國家發(fā)明，在日本實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，但當前主導權(quán)在中國，特別是被喻為新能源汽車“心臟”的動力鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，截至2021年底，我國產(chǎn)能約占全球70％。
我國鋰電池產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)從跟跑、并跑到領跑的跨越式發(fā)展。我國自20世紀90年代初期開始進行鋰電池研發(fā)，1997年建成第一條鋰電池生產(chǎn)線。2000年，日本鋰電池年產(chǎn)量達5億多只，占全球市場超90％，而我國年產(chǎn)量僅0.35億只，且性能遠不及國外產(chǎn)品。2000年以前，我國還處于跟隨和模仿階段。為順應社會發(fā)展需求，伴隨技術的進步，我國相繼出臺一系列政策，推動鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》中，動力鋰電池被列為高效能源材料技術的優(yōu)先發(fā)展方向。在一系列國家政策支持下，我國鋰電池產(chǎn)業(yè)進入快速成長階段，有了長足的進步。、、等鋰電池企業(yè)迅速崛起。2013年，我國鋰電池年產(chǎn)量近47.68億只，成為全球電池制造大國，實現(xiàn)了從跟跑到并跑的轉(zhuǎn)變。近幾年，在碳達峰碳中和目標引領，以及新能源汽車、電化學儲能等下游產(chǎn)業(yè)的旺盛需求帶動下，我國鋰電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，已在全球占據(jù)主導位置，連續(xù)五年成為全球最大鋰電池消費市場。工信部賽迪研究院發(fā)布的《2021中國鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展指數(shù)白皮書》顯示，2021年，全球鋰電池市場規(guī)模達到545GWh，中國鋰電池市場規(guī)模約324GWh，占全球市場的59.4％。此外，我國鋰電池產(chǎn)品種類不斷完善，電池的能量密度、充放電循環(huán)壽命、制造成本以及安全性等技術指標也得到大幅提升，基本實現(xiàn)從并跑到領跑的轉(zhuǎn)變。全球十大鋰電池廠家排名中，中國占據(jù)了6席，其中寧德時代已連續(xù)五年位列全球第一。
近年來，我國新能源汽車市場保持高速增長。2022年，我國新能源汽車銷量有望突破500萬輛，新能源汽車的產(chǎn)銷量和保有量持續(xù)多年保持在全球首位，占比超50％。我國新能源汽車發(fā)展態(tài)勢良好，但人們關注的新能源汽車的電池安全、續(xù)航里程、快速充電、成本等問題依然沒有完全解決，這給上游的動力電池技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向。研發(fā)兼具高能量密度、超安全、快充、長循環(huán)壽命和低成本的動力電池是鋰電池行業(yè)的奮斗目標，也是最終獲得全球動力電池主導權(quán)的關鍵。
國內(nèi)學界和產(chǎn)業(yè)界，一方面需要從電池的正負極材料、電解液、隔膜等優(yōu)化改性入手，對全電池體系進行優(yōu)化設計，進一步提升電池的綜合性能；另一方面需要研發(fā)新的電池材料體系，創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設計，實現(xiàn)電池性能的本質(zhì)性突破。從短期看，需要通過對現(xiàn)有材料體系的迭代升級和電池結(jié)構(gòu)革新來提升鋰電池能量密度，通過提升鋰電池正負極材料的穩(wěn)定性、電解液和隔膜安全性等來提升電池安全性。從長期看，為了應對不同應用場景下的不同需求，鋰電池技術路線將朝多元化方向發(fā)展，除磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池外，發(fā)展新的能量密度更高、綜合性能更優(yōu)越、更安全的電池體系勢在必行。
（中國科學技術大學教授孫金華）