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《日本NEDO部署新项目开发氟化物电池和水系锌离子电池》

  • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
  • 发布时间：2022-03-31

  • 2021年6月3日，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）宣布将在2021-2025年开展“电动汽车创新电池开发”项目，旨在开发超越锂离子电池的新型电池，增强电池和汽车行业的竞争力。

    此次开展的项目是2016-2020年的“推进新型电池商业化的基础技术开发”项目的延续，计划投入166亿日元，开发氟化物电池和水系锌离子电池，可避免使用锂离子电池中的高价材料，同时具备高能量密度和安全性。该项目将开发高性能、低成本电极活性材料和电解质，并开发相应的电极结构，还将研发用于电池设计、原型制造以及电池试生产和特性评估/分析的通用基础技术。此外，通过整合评估结果，将开发模拟预测电池充放电性能的技术。到2025年将实现如下指标：

    1、氟化物电池

    2安培小时级原型电池经示范特性评估实现如下性能：电池成本低于1万日元/千瓦时；充放电效率超过90%；质量能量密度超过500瓦时/千克，体积能量密度超过1000瓦时/升；循环容量损失低于10%（100次循环后）；电池寿命超过15年，循环寿命超过2000次；充电可支持1C或更高电流；快速充电时间在20分钟以内；安全性达到在内部短路、过充等情况下不会着火或冒烟；无原材料采购风险。

    2、水系锌离子电池

    5安培小时级原型电池经示范特性评估实现如下性能：电池成本低于1万日元/千瓦时；充放电效率超过90%；质量能量密度超过200瓦时/千克，体积能量密度超过500瓦时/升；循环容量损失低于10%（100次循环后）；电池寿命超过15年，循环寿命超过2000次；充电可支持3C或更高电流；快速充电时间在20分钟以内；安全性达到在内部短路、过充等情况下不会着火或冒烟；无原材料采购风险。

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    《日本NEDO部署新项目加速燃料电池普及和规模化应用》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 发布时间：2020-11-09
    • 9月1日，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）宣布将在2020-2024年间开展主题为“燃料电池大规模利用的官产学研联合研发项目” ，旨在整合政府、研究机构和产业界研发力量，开展联合攻关，解决燃料电池商业化应用面临的一系列技术挑战（如耐久性、成本问题），以在2030年后实现燃料电池的规模化商业应用，助力日本氢能社会构建，并强化日本在全球燃料电池市场的领先地位。研究项目将重点聚焦三大主题领域，包括基础技术开发、先进的氢能利用技术开发和燃料电池多用途应用技术开发，具体内容如下： 1、基础技术开发 该主题重点围绕聚合物电解质燃料电池（PEFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）开展，以进一步提升上述两种电池性能和耐久性，降低成本，以期在2030年后实现商用： （1）围绕聚合物电解质燃料电池（PEFC） 针对PEFC，开发高活性低铂含量阴极催化剂、具有高电导率良好稳定性的阳极催化剂、以及具有高离子导电率的电解质膜等。另外，还将建立“PEFC性能评估分析平台”，以快速获取基于新材料的电池性能各项指标数据，并将结果反馈给研究人员，用于指导研究人员的实验优化改进，提高研发效率并缩短研发周期。 （2）固体氧化物燃料电池（SOFC） 开发高性能的基于质子传导的SOFC和燃料电池堆的先进评估和分析技术，在此基础上开发出新型的基于SOFC发电系统，将发电效率提升到65%以上的水平，且运行寿命超过13万个小时。 2、先进氢能利用技术开发 该主题重点围绕燃料电池和储氢技术开展，具体内容包括： （1）基于新材料的燃料电池技术 将开发高性能低成本的非铂催化剂、能够在高温环境下保持高效稳定运行的电解质薄膜等新材料，以开发出比主题1中性能和性价比更高的新型燃料电池技术，并在2030年后实现商用。 （2）储氢技术 储氢系统对于燃料电池的利用至关重要，但成本依然很高。因此，为了进一步降低成本并强化储氢系统，NEDO将开发一种通过构建损伤积累（如克服氢脆等问题）和寿命评价模拟技术来实现碳纤维强化树脂制储氢罐的高效设计方法，以及降低储氢罐用的碳纤维成本。 3、燃料电池多用途应用技术开发 除了常规的固定式发电、道路交通运输应用领域，NEDO将联合相关的企业开拓燃料电池更多广阔的应用空间，如探索在船舶、航空领域的应用潜力。
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    《美国正式采取行动重塑电池关键供应链体系》
    • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
    • 发布时间：2022-03-15
    • 2021年6月8日，美国白宫通过四个联邦部门（商业部、能源部、国防部、卫生与公共服务部）组织多领域专家经过100天对美国供应链风险的全面审查后，正式发布了《建立弹性供应链、振兴美国制造业及促进广泛增长》[ . ]报告，主要评估了对美国经济至关重要的4个领域，即半导体制造与先进封装、大容量电池、关键矿物与原材料以及医药。报告认定这4个领域关键供应链都存在漏洞和风险。为此，报告强调美国必须通过重建生产和创新能力、提升产业链可持续性、加大政府采购和支持力度、强化国际贸易规则、加强盟友伙伴合作、监控供应链中断情况等方式，修补关键供应链漏洞，夯实长期产业基础。同日，白宫发表声明，正式组建“美国供应链中断工作组”，作为政府提升经济竞争力和供应链弹性的第一步。 其中，针对大容量电池，美国能源部（DOE）的目标是实施一项为期10年的发展计划，旨在打造能够支撑电动汽车发展需求的本土化电池供应链，此外，DOE的先进汽车制造技术（ATVM）贷款计划将提供170亿美元资金，支持在美国开展新的研究和制造工作。具体内容如下： 一、当前美国电池制造严重依赖从国外进口先进电池组件 先进的大容量锂电池在电动汽车、固定式储能、国防应用等21世纪新兴技术中发挥着不可或缺的作用，这些技术对美国清洁能源转型至关重要。而目前，美国严重依赖从国外进口先进的电池组件，这将导致美国电池供应链变得极为脆弱，在今后经济发展中受到限制。而中国和欧盟政府已经制定并实施了雄心勃勃的刺激措施，支持本国发展电池技术，构建完整的电池供应体系。此外，DOE对美国电池供应链评估发现，目前美国在所有主要电池部件和电池制造方面的全球市场份额不到10%。因此，美国必须立即加大投资，扩大国内高容量电池安全、多样化供应链。而高容量电池供应链主要包括五个部分：原材料生产、原材料提炼和加工、电池材料制造和电池组装、电池封装和终端产品制造以及电池的报废和回收。这五个环节需要整个联邦政府、电池产业各利益相关者、研究界和国际盟友密切合作，制定长期战略，投资和扩大本国潜在的工业优势，加强美国能源、汽车和国防部门建设，确保国家经济竞争力，创造国内制造业就业，使美国处于全球领先地位，开发对美国国家安全和清洁能源未来至关重要的产品。 二、构建强大的先进电池供应链的近期行动 （1）在联邦政府的项目资助、合作协议和研发计划中强化对美国制造业的发展。DOE通过拜杜法案（Bayh-Dole）下的特殊情况判定，确定所有创新项目要求获资助者均使用纳税人的钱在美国大规模开发这些创新产品，从而创造高薪的国内就业机会。该法案将适用于所有能源部科学和能源计划，为先进电池所有应用领域（包括电动汽车、固定式储能和其他用途等）提供研发资金。这项政策将涉及DOE 2022财年预算中超过80亿美元的气候和能源创新资金，其中包括2亿多美元用于支持电池技术的研发和示范。 （2）部署固定式电池储能项目。为支持联邦政府2035年实现100%清洁电力目标，DOE的联邦能源管理计划（FEMP）正在联邦政府范围内各个储能站点启动储能发展机遇评估，该评估将确定目前联邦政府部署的储能项目发展机会，FEMP鼓励储能站点开展项目示范，并向这些项目部署提供必要的技术支持。FEMP计划将资助1300万美元，并吸引约2.6亿美元的外部投资。 （3）为构建电动汽车先进电池供应链提供资助。DOE 贷款项目办公室（LPO）发布指南，明确先进汽车制造技术贷款计划（ATVM，计划总贷款金额约为170亿美元）的各项目预算。其中，ATVM计划为汽车电池和电池组制造先进技术提供资助，用于美国本土汽车电池供应链的建立。 （4）发布国家锂电池发展蓝图。由DOE主持的联邦政府先进电池联盟（FCAB）发布《国家锂电池蓝图》[ 参见2021年第7期《洁净能源科技动态监测快报》。]，将先进电池供应链报告的研究结果编入未来10年政府发展计划，以加快构建国内锂电池供应链，为美国创造清洁能源经济和公平的就业机会。 三、美国能源部向国会提出对策建议 （1）刺激美国国产高容量电池的终端应用需求：①支持交通运输部门对电池的需求，主要包括：推动联邦政府和地方各州政府公共车辆电气化转型；推动美国校车和公交车电气化转型；支持消费者购买美国国产电动汽车享受折扣优惠以及对购买国产中型和重型电动车辆实行税收抵免；推进美国电动汽车充电桩的部署；对所有车辆实施强有力的能效和尾气排放标准。②支持公共事业部门对电池的需求，主要包括：加快联邦政府储能设备采购；在美国国税局（IRS）投资税收抵免（ITC）政策中将固定式储能作为一种独立的资产进行统计；推动输电侧监管改革以支持可再生能源发电和固定式储能技术应用。 （2）加强先进电池关键矿产原料的稳定供应：①对矿产资源进行有针对性的投资，主要包括：支持国内锂元素的可持续开采和精炼；支持从废弃物和非常规资源中回收镍和钴元素；与合作伙伴一起对镍精炼技术进行投资；支持钴元素的可持续生产和精炼技术；与盟友和合作伙伴一起，扩大关键矿产原料全球生产，确保电池供应链安全稳定。②全面提高劳工和环境标准，主要包括：为锂、镍、钴和其他关键矿产原料的开采制定强有力的环境审查标准；通过联邦投资来激励可持续的矿产开采作业。③加强美国资源回收再利用体系建设，主要包括：建立国家回收再利用规范，提出有针对性的回收激励措施，成立电池回收和再利用工作小组，确保电池回收和处理符合最高环境标准。 （3）推动国内电池材料、单体和电池组等可持续生产：①利用资助和贷款撬动私人资本，主要包括：制定新的联邦资助计划以推动私人资本参与；利用能源部先进技术车辆管理贷款计划，推进电池产品市场化应用。②引入支持性税收抵免政策，主要包括：恢复美国国税局第48条规定，实行制造业税收抵免政策；恢复和扩大美国复苏和再投资税法（ARRTA）第1603条计划，以支持电池、电池组件和相关材料加工供应链中的小型制造商税收优惠。③利用联邦采购和财政援助政策，主要包括：加强联邦政府对电池相关制造业的拨款计划，以及在研发项目中对制造业进行资助。 （4）加强对人才和技术创新进行投资，这对保持全球竞争至关重要：①为下一代电池和电动汽车产业相关从业人员进行投资，主要包括：为不断增长的电池制造业发展所需的劳动力进行投资；将劳工标准作为生产补贴的条件，赋予工人权力并支持他们自由和公平的就业选择。②增加电池研发资金以扩大应用并增强电池供应链稳定性，主要包括：增加对电池技术领域的研发支持，以降低电池成本，提高电池性能，减少对关键材料的依赖；构建具有高容量电池生产能力的制造业体系。
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