編者按

電池技術(shù)的突破性進(jìn)展正在重塑能源版圖，加速電動(dòng)時(shí)代的進(jìn)程。鋰離子電池是目前電池行業(yè)的主流，同時(shí)鈉離子電池、鋰硫電池、固態(tài)電池和硅陽(yáng)極電池正成為最有前途的傳統(tǒng)鋰離子電池的替代品。本專題聚焦電池技術(shù)最新進(jìn)展，展示中國(guó)石化助力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新實(shí)踐，探索能源化工企業(yè)如何把握時(shí)代機(jī)遇拓展新賽道。

● 龐曉華

“在能源史上，我們已經(jīng)見(jiàn)證了煤炭時(shí)代和石油時(shí)代，現(xiàn)在正在快速進(jìn)入電動(dòng)時(shí)代?！眹?guó)際能源署署長(zhǎng)法提赫·比羅爾在日前年度《世界能源展望》報(bào)告發(fā)布會(huì)上表示。

國(guó)際能源署（IEA）在近期發(fā)布的《電池和能源安全轉(zhuǎn)型》報(bào)告中指出，2023年全球新增1400萬(wàn)輛電動(dòng)汽車，動(dòng)力電池部署規(guī)模同比增長(zhǎng)超過(guò)40%，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年還將進(jìn)一步強(qiáng)勁增長(zhǎng)。到2030年，全球動(dòng)力電池和電池儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模有望在目前1200億美元的基礎(chǔ)上，增長(zhǎng)到5000億美元以上。

動(dòng)力電池被稱為電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈的“護(hù)城河”，其成本迭代與技術(shù)迭代關(guān)乎下游整車產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)張正在吸引大量資金涌入，以研發(fā)更可靠的電池解決方案，幫助電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的續(xù)航里程，也為電池市場(chǎng)帶來(lái)更多的技術(shù)創(chuàng)新變革。

鋰需求推動(dòng)技術(shù)替代

鋰離子電池是目前電池行業(yè)的主流產(chǎn)品。電池制造商極度依賴鋰生產(chǎn)商來(lái)獲取其產(chǎn)品所需的鋰資源，對(duì)鋰資源的需求日益增長(zhǎng)，而鋰礦的供應(yīng)卻相對(duì)有限。此外，鋰離子電池需要大量的水和能源來(lái)生產(chǎn)，且回收難度大。電池制造商正在積極尋找優(yōu)化或替代方案，提升電池性能。

不斷增長(zhǎng)的鋰需求和對(duì)環(huán)境的擔(dān)憂正在推動(dòng)人們尋找替代電池技術(shù)。鈉離子電池、鋰硫電池、固態(tài)電池和硅陽(yáng)極電池成為4種最有前途的傳統(tǒng)鋰離子電池的替代品。每種技術(shù)都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和局限性，目前尚不清楚哪一種技術(shù)最終將占據(jù)主導(dǎo)地位。

鈉電池嶄露頭角

英國(guó)法拉典公司和ICM投資公司聯(lián)合研發(fā)的鈉離子電池受到廣泛關(guān)注。法拉典公司首席執(zhí)行官詹姆斯·奎因表示：“鈉是一種比鋰更可持續(xù)的電池材料。鈉儲(chǔ)量豐富、分布廣泛，原料成本相對(duì)較低且易獲取，提取的用水量也更少，提取一噸鋰所需的水是提取一噸鈉所需水的682倍。”

不僅如此，鈉電池易燃風(fēng)險(xiǎn)低，在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中更加安全。然而，鈉電池也有缺點(diǎn)，即能量密度低、充電周期短。目前，科學(xué)家正在努力攻克這一難題。

鋰硫電池前景可期

另一種替代方案是鋰硫電池，即在陰極中使用硫而不是鎳、錳和鈷等稀土資源。硫在地殼中含量更豐富，同時(shí)也是天然氣加工和煉油的副產(chǎn)品，這意味著它比稀土資源更易獲取，在材料成本上更具優(yōu)勢(shì)。鋰硫電池有超高理論能量密度和環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是最有前景的下一代電池器件之一。

盡管鋰硫電池的充電能力尚待提升，但其在電網(wǎng)存儲(chǔ)等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力已被廣泛認(rèn)可。韓國(guó)LG新能源公司已成功試飛了一架由鋰硫電池驅(qū)動(dòng)的無(wú)人機(jī)，并計(jì)劃到2027年批量生產(chǎn)能量密度為鋰離子電池2倍的鋰硫電池。

固態(tài)電池新星崛起

固態(tài)電池是指將傳統(tǒng)電池中的電解液變?yōu)楣腆w電解質(zhì)，以大幅提升能量密度，而更高的能量密度意味著更長(zhǎng)的續(xù)航里程。固態(tài)電池由于易燃風(fēng)險(xiǎn)低、能量密度高和充電快，被視為未來(lái)電池技術(shù)的有力候選者。但這一路線仍有諸多技術(shù)問(wèn)題待突破，且生產(chǎn)成本比鈉電池高。

許多業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，固態(tài)電池仍需找到一種理想的固體電解質(zhì)來(lái)有效地為電池供電?？偛课挥诿绹?guó)科羅拉多州的Solid Power公司已經(jīng)發(fā)明了一種硫化物電解質(zhì)電池，其能量密度比傳統(tǒng)的鋰離子電池高50%~100%。該公司的目標(biāo)是到2028年每年為80萬(wàn)輛電動(dòng)汽車提供固態(tài)電池。

硅陽(yáng)極電池潛力巨大

咨詢公司IDTechEx今年5月發(fā)布報(bào)告稱，硅陽(yáng)極材料在提高電池性能等方面潛力巨大。幾年前，硅陽(yáng)極電池的保質(zhì)期只有一年，但現(xiàn)在已經(jīng)延長(zhǎng)至3~4年。硅陽(yáng)極的能量密度是目前商用鋰離子電池中最常用的石墨陽(yáng)極的10倍。但當(dāng)電池陽(yáng)極材料中使用更多的硅時(shí)，這些材料的降解速度會(huì)加快。目前，該技術(shù)的商業(yè)推廣仍存在一些障礙，如電池循環(huán)壽命短、成本高等問(wèn)題。

目前，石墨陽(yáng)極供應(yīng)鏈主要由中國(guó)主導(dǎo)，中國(guó)陽(yáng)極生產(chǎn)商占據(jù)了全球電池陽(yáng)極市場(chǎng)的98%。咨詢公司Fastmarkets的電池材料分析師格奧爾基·格奧爾基耶夫表示：“硅陽(yáng)極的研發(fā)在西方國(guó)家被視為有望在該領(lǐng)域追趕中國(guó)的戰(zhàn)略機(jī)遇。然而，要達(dá)到100%的硅陽(yáng)極，仍面臨重大的技術(shù)挑戰(zhàn)，比如硅膨脹會(huì)影響電池的壽命，目前已經(jīng)有幾種生產(chǎn)硅陽(yáng)極的方法。”

歐洲“鋰”想之路并非坦途

歐洲Vulcan能源公司日前宣布，在德國(guó)正式啟動(dòng)一座氫氧化鋰精煉廠，這是繼今年9月德國(guó)開(kāi)啟歐洲首座氫氧化鋰精煉廠后，又一氫氧化鋰生產(chǎn)基地投入使用。近期，歐洲國(guó)家頻頻“落子”鋰電生產(chǎn)板塊，不過(guò)，從目前規(guī)劃來(lái)看，即使現(xiàn)有規(guī)劃全部落地，到2030年，歐盟本土產(chǎn)能也難以滿足電池產(chǎn)業(yè)需求，疊加環(huán)保爭(zhēng)議、居民抗議、資源短缺等問(wèn)題，歐洲鋰電供應(yīng)鏈建設(shè)前路仍舊漫長(zhǎng)。

根據(jù)Vulcan能源公司公告，該氫氧化鋰生產(chǎn)項(xiàng)目位于德國(guó)法蘭克福西部，從當(dāng)?shù)佧u水鹽礦中提純鋰鹽，目前已進(jìn)入試點(diǎn)生產(chǎn)階段，全面投產(chǎn)后將為大眾、雷諾和Stellantis等汽車制造商供應(yīng)鋰電原材料。

歐洲近期在鋰電領(lǐng)域布局不僅于此。今年9月，由AMG鋰業(yè)公司建設(shè)的氫氧化鋰精煉廠在德國(guó)投產(chǎn)，成為歐洲首座氫氧化鋰生產(chǎn)工廠，每年預(yù)計(jì)可生產(chǎn)約2萬(wàn)噸氫氧化鋰。今年11月，德國(guó)公司tozero宣布，從本田等多家企業(yè)募集了超過(guò)1100萬(wàn)歐元投資，將用于開(kāi)展鋰電池回收業(yè)務(wù)，增加歐洲鋰原材料供應(yīng)量。

據(jù)路透社報(bào)道，今年，德國(guó)政府已經(jīng)籌集高達(dá)11億歐元的投資基金，主要用于建設(shè)德國(guó)本土關(guān)鍵原材料生產(chǎn)項(xiàng)目，推動(dòng)綠色高科技項(xiàng)目發(fā)展。

一年多來(lái)，從開(kāi)礦、精煉到回收，歐洲國(guó)家加快建立本土鋰電產(chǎn)業(yè)鏈步伐。在葡萄牙北部，英國(guó)礦業(yè)公司薩凡納規(guī)劃了4個(gè)鋰礦開(kāi)采項(xiàng)目；西班牙兩家能源公司宣布，合資成立一家從事鋰電池回收業(yè)務(wù)的公司；法國(guó)多地也加速探測(cè)本土資源情況，開(kāi)拓鋰礦生產(chǎn)項(xiàng)目。

去年，歐盟各大機(jī)構(gòu)就《關(guān)鍵原材料法案》達(dá)成協(xié)議，電池生產(chǎn)正是該法案關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域。同時(shí)，根據(jù)歐盟規(guī)劃，到2035年，歐盟將不再新增內(nèi)燃機(jī)汽車。在能源低碳轉(zhuǎn)型、交通脫碳提速的大背景下，鋰已經(jīng)成為新時(shí)代“白金”，電動(dòng)汽車、電化學(xué)儲(chǔ)能對(duì)鋰鹽的需求正快速增長(zhǎng)。然而，測(cè)算顯示，截至今年10月，歐盟境內(nèi)已規(guī)劃有28個(gè)鋰礦開(kāi)采和精煉生產(chǎn)項(xiàng)目，即使所有項(xiàng)目都順利投入生產(chǎn)，到2030年也僅能滿足其一半鋰鹽需求。

國(guó)際能源署分析指出，通過(guò)對(duì)全球儲(chǔ)備鋰生產(chǎn)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)測(cè)算，在開(kāi)發(fā)新項(xiàng)目的成本方面存在顯著的地區(qū)差異，歐洲和美國(guó)的鋰開(kāi)采項(xiàng)目通常需要更高的前期成本。

對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，持續(xù)高企的用能、用水、土地和政府許可獲得成本都是難題。盡管歐盟層面一再?gòu)?qiáng)調(diào)“本土供應(yīng)”的重要性，但在歐盟國(guó)家動(dòng)土施工需要復(fù)雜的環(huán)境保護(hù)審批手續(xù)和漫長(zhǎng)的可行性方案驗(yàn)證流程，鋰礦開(kāi)采項(xiàng)目進(jìn)度遠(yuǎn)不及預(yù)期。

值得注意的是，保障鋰鹽供應(yīng)只是建立本土鋰電產(chǎn)業(yè)鏈的其中一環(huán)，面向歐洲國(guó)家電池本土制造的目標(biāo)，更需要保障從材料加工、設(shè)備制造到電池生產(chǎn)以及后續(xù)每一環(huán)節(jié)都順利落地。但從目前來(lái)看，歐盟本土電池企業(yè)發(fā)展頻頻遭遇挑戰(zhàn)，歐洲“明星”電池企業(yè)北伏雖獲得大眾等跨國(guó)企業(yè)的支持，但今年卻陷入資金緊張的漩渦，擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃已擱置。

業(yè)界普遍認(rèn)為，盡管歐盟非常希望抓住電池發(fā)展機(jī)遇，但實(shí)則面臨重重考驗(yàn)。麥肯錫分析指出，要達(dá)成本土生產(chǎn)目標(biāo)，歐洲企業(yè)必須先迎接多重挑戰(zhàn)，除維持技術(shù)發(fā)展、應(yīng)對(duì)外部競(jìng)爭(zhēng)外，還需要率先跨越市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻、確保初始投資、戰(zhàn)略性培養(yǎng)人才乃至推動(dòng)新立法保障本土化生產(chǎn)等。（李麗旻）

擁抱電動(dòng)時(shí)代創(chuàng)造新的價(jià)值

全球電池領(lǐng)域正迎來(lái)一場(chǎng)新革命，電池技術(shù)的突破性進(jìn)展，正以前所未有的速度改變著全球能源格局，為傳統(tǒng)石油石化行業(yè)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。

據(jù)全球管理咨詢公司貝恩公司預(yù)測(cè)，到2030年，全球?qū)﹄姵氐男枨髮⒊^(guò)4100吉瓦時(shí)，增幅近4倍。與此同時(shí)，石油和天然氣的消費(fèi)量或?qū)@著減少。國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)專家阿德里安·岡薩雷斯指出，電池技術(shù)的快速發(fā)展不僅將推動(dòng)道路交通的電動(dòng)化轉(zhuǎn)型，也為航空和海運(yùn)領(lǐng)域提供了可行的替代方案。

在電動(dòng)化時(shí)代背景下，傳統(tǒng)石油石化企業(yè)的市場(chǎng)份額和利潤(rùn)空間或?qū)⒃馐懿恍〉臎_擊，另一方面，這場(chǎng)技術(shù)革命也為石油石化行業(yè)提供了轉(zhuǎn)型的契機(jī)。石油石化企業(yè)可借助已有的資金和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)投資新能源領(lǐng)域，特別是新型儲(chǔ)能技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的多元化和轉(zhuǎn)型升級(jí)。

首先，要加快業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)調(diào)整。加大對(duì)新型儲(chǔ)能領(lǐng)域的投資，努力構(gòu)建氫能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等多種綠色能源供應(yīng)體系，不斷加強(qiáng)新能源業(yè)務(wù)與現(xiàn)有業(yè)務(wù)綠色發(fā)展相融合、與新科技新模式發(fā)展相融合；投資高端智能制造等相關(guān)領(lǐng)域龍頭企業(yè)，既促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)，又獲得相應(yīng)財(cái)務(wù)回報(bào)。

其次，要開(kāi)辟新的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)。通過(guò)合作引進(jìn)等多種手段，開(kāi)發(fā)與新型儲(chǔ)能領(lǐng)域相關(guān)高附加值、高技術(shù)壁壘的新材料、新應(yīng)用，引領(lǐng)化工業(yè)務(wù)邁向產(chǎn)業(yè)鏈中高端，為發(fā)展打造新動(dòng)能。可利用自身在能源供應(yīng)鏈管理、物流運(yùn)輸?shù)确矫娴慕?jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)，參與到新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)中，如儲(chǔ)能設(shè)備的制造、安裝及運(yùn)維服務(wù)等。

最后，要多元化布局實(shí)現(xiàn)跨界融合發(fā)展。面對(duì)新型儲(chǔ)能對(duì)電力系統(tǒng)靈活性的提升，石化企業(yè)應(yīng)積極探索與電力等行業(yè)的融合，如合作建設(shè)綜合能源服務(wù)項(xiàng)目，結(jié)合分布式能源、微電網(wǎng)等技術(shù)，提供包括儲(chǔ)能在內(nèi)的綜合性能源解決方案，以適應(yīng)市場(chǎng)多元化的發(fā)展趨勢(shì)。除了電動(dòng)汽車外，固態(tài)電池還可在儲(chǔ)能系統(tǒng)、人工智能、低空經(jīng)濟(jì)等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。因此，石化企業(yè)可以考慮多元化布局，尋找更多潛在市場(chǎng)機(jī)會(huì)。

電動(dòng)時(shí)代的大變革無(wú)疑給石油石化行業(yè)帶來(lái)了深刻影響。對(duì)于石油石化行業(yè)而言，這既是轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵窗口期，也是重塑競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的戰(zhàn)略機(jī)遇期。要主動(dòng)擁抱新變革，積極創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式，在綠色可持續(xù)發(fā)展的浪潮中創(chuàng)造新的價(jià)值。（王 文）

中國(guó)石化助力電池產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

中國(guó)石化抓住電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展帶來(lái)的新機(jī)遇，積極拓展新業(yè)務(wù)，探索新賽道。通過(guò)聚焦新能源、新材料、高端智能制造等領(lǐng)域，積極開(kāi)展新興產(chǎn)業(yè)投資、加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)合作、加大科研力度，助力電池產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

?投資全固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)企業(yè)

10月21日，中國(guó)石化資本宣布完成對(duì)中科深藍(lán)匯澤新能源（常州）有限責(zé)任公司的Pre-A輪投資。

中科深藍(lán)匯澤是一家致力于全固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)及商業(yè)化的高科技企業(yè)，獨(dú)創(chuàng)國(guó)際領(lǐng)先的固態(tài)電池電解質(zhì)關(guān)鍵材料與核心工藝，已成功開(kāi)發(fā)兼顧高能量密度與高安全性的四代固態(tài)鋰電池。雙方將發(fā)揮各自產(chǎn)業(yè)資源和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，攜手推動(dòng)高性能固態(tài)電池產(chǎn)品應(yīng)用推廣和商業(yè)化進(jìn)程。

?攜手寧德時(shí)代拓展合作空間

3月13日，中國(guó)石化集團(tuán)與寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司在北京簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，推動(dòng)光儲(chǔ)充微電網(wǎng)技術(shù)示范應(yīng)用，共同推動(dòng)電池應(yīng)用（如儲(chǔ)能、換電等）相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)制定和修訂，在工商業(yè)儲(chǔ)能、煉化企業(yè)儲(chǔ)能供電、儲(chǔ)能替代柴油發(fā)電機(jī)供電等多領(lǐng)域開(kāi)展合作。作為動(dòng)力電池、儲(chǔ)能等領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)，寧德時(shí)代與中國(guó)石化在化工原材料、風(fēng)能、光伏等方面有廣闊的合作空間。

?開(kāi)展電池負(fù)極材料創(chuàng)新合作及生產(chǎn)

11月27日，金陵石化、大連院、煉銷公司與廣東凱金新能源科技有限公司簽署四方協(xié)議，將合作建立新能源電池負(fù)極材料創(chuàng)新聯(lián)盟，共同促進(jìn)負(fù)極材料原料開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

金陵石化10月22日順利完成負(fù)極專用石油焦試生產(chǎn)，這是該公司繼石墨電極用油系針狀焦、電解鋁用低排陽(yáng)極焦之后，又一次成功產(chǎn)出高端碳材料。

今年以來(lái)，湖南石化搶抓鋰電池負(fù)極材料市場(chǎng)需求旺盛的機(jī)遇，前11個(gè)月累計(jì)生產(chǎn)負(fù)極專用石油焦近14.3萬(wàn)噸。

?開(kāi)展電池隔膜料、電解液研發(fā)及生產(chǎn)

今年以來(lái)，揚(yáng)子石化集中優(yōu)勢(shì)力量開(kāi)展鋰電池隔膜料的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)與推廣。截至11月底，揚(yáng)子石化鋰電池隔膜料產(chǎn)銷量超3萬(wàn)噸，成為新的效益增長(zhǎng)點(diǎn)。

北化院研發(fā)HA、HA-R催化劑，并開(kāi)發(fā)了與之配套的生產(chǎn)用于高檔鋰電池隔膜和電容器膜料的高純凈聚丙烯工藝技術(shù)，打破了進(jìn)口樹(shù)脂的壟斷。

上海院建立了電解液基礎(chǔ)研究—材料合成—評(píng)價(jià)應(yīng)用的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程，所開(kāi)發(fā)的電解液不僅性能強(qiáng)，而且安全穩(wěn)定。

（王海峰 整理）