【按】新能源电池将成为未来电动化、储能不可缺少的依赖。大力发展电池用新型材料，是以制造能源为基础的能源革命，将带动电动汽车、电动航空、电动轮船再次发展，引领制造业的深刻变革，推动中国制造质量变革。广州拥有千亿级新材料产业集群的产业基础优势，以新材料研发机构为突破口，加快推动电池用新型材料高质量发展，为推动打造粤港澳大湾区国际科技创新中心，发展广州“低空经济”建设具有重要意义。为进一步提升电池用新型材料关键技术的研究与发展，中国颗粒学会聚焦新能源电池材料及高安全功能材料的创新技术，分别从高安全功能材料、电解质材料和固态电解质材料等前沿内容探讨并形成报告，旨在进一步加速材料与新能源材料产业交叉融合发展，提升新型储能材料在广州市的战略地位。

一、国内外电池用正负极、电解质新型材料简介

1、硅基材料

硅是一种非常有前途的材料，目前，硅负极的理论比容量（4200 mAh·g-1）约为商业石墨负极（372 mAh·g-1）十倍，其工作电压（0.4 V）适宜，是一种非常有应用前景的负极材料。但是，由于硅具有膨胀性，容易在反复充放电过程中破裂甚至断裂。为了解决这个问题，研究人员开始尝试使用硅基材料。这类材料将硅与其他材料复合，可以降低硅的膨胀程度，提高材料的稳定性。目前市面上的一些商用锂电池就采用了硅基材料。

2、动力型高镍LiNixCoyMn/Al1-x-yO2三元材料（高镍材料）

高镍三元材料因比容量高、能量密度大而成为最具前景的高能量密度锂电池正极材料之一。在新能源车持续向高能量密度、高续航里程发展背景下，三元高镍正极材料被众多车企作为实现高续航里程场景的商业化方案，市占率逐年提升，而高镍三元正极材料出货量呈现稳定增长趋势，动力型高镍三元材料逐渐成为国内下一代动力电池的主流材料。。

3、新一代卤化物固态电解质材料

为解决传统锂离子电池的安全性以及低能量密度瓶问题。近年来，卤化物电解质由于其高离子电导率、本征氧化稳定性和机械性能等优势，得到了广泛关注和迅速发展。2022年，欧盟 HELENA 计划推出了用于“电动汽车和飞机的卤化物固态电池”项目，投入 800 万欧元。通过选择新一代卤化物固态电解质材料，借鉴多年全固态电池的经验，有望突破壁垒实现全固态电池的商业化应用。宁波东方理工大学（暂名）孙学良院士团队致力于研究宽电化学窗口全固态电池体系，其核心是开发宽窗口无机固态电解质材料，从而实现有机相电池 3V 工作电压到无机全固态电池的 5V 以上的技术突破。

下一代工业级锂电池产业链的核心是发展新型材料。动力电池产业的发展，要求产品品种大幅减少、一致性大幅提升、制造成本大幅降低，这就要求发展电池用新型材料制造技术，以提升产能、制造合格率和材料利用率。因此，下一代工业级锂电池产业链的核心是发展新型材料，采用新型材料可以明显改善锂电池的性能，为了发展电池的高能量密度、高功率密度、长寿命、本质安全、高度一致性、低成本，研究人员对新型材料的研究还在不断深入，例如：

1.纳米硅负极

2.锂复合负极

3.无机固态电解质

4.聚合物固态电解质

5.复合固态电解质隔膜

6.无钴正极

7.富锂正极

8.无锂正极

9.超级粘接剂

10.功能添加剂

11. SWNT石墨烯导电添加剂

80%锂离子电池现有装备/20%新装备+ 20%已有材料/80%新材料+数字化智能制造技术与数值模拟仿真技术+先进测试和失效分析技术＝下一代工业级锂电池产业链。相信在不久的将来，新型材料将会被广泛应用于锂电池领域。

二、广州发展电池用新型材料的基础优势

1、抢占新型储能产业创新高地

新型储能是新能源产业的重要环节，也是广州实施“制造业立市”战略的关键产业。2023年8月，广州出台《关于推动新型储能产业高质量发展的实施意见》（以下简称《实施意见》），提出到2027年，广州将力争全市新型储能产业营业收入超过1000亿元。11月23日，记者从广州市科技局了解到，为着力构建具有广州特色的新型储能产业体系，广州市科技局锚定“科学发现、技术发明、产业发展、人才支撑、生态优化”全链条，强化技术、资金、人才、金融等要素支撑，全力支持重点项目示范建设，为新型储能产业发展创造了良好环境。

目前，我国新型储能应用以锂离子电池储能为主，而广州在锂离子电池技术创新方面处于第一梯队。全球首家超快充动力电池专业工厂在广州巨湾技研有限公司南沙总部基地建成投产。该公司自主研发的一款锂离子电池，从0充电到80%电量，所需时间不超过8分钟。

2、人才保障充分

黄埔区、广州开发区近年来通过加快引进新能源高端人才团队、突破关键技术研发和重点产品示范应用，成为广州市乃至粤港澳大湾区新能源产业发展基础条件最好、配套环境最优、产业链最为完善的区域之一。广州依托“广聚人才”人才工程，大力培育引进储能产业人才，目前拥有新能源领域的院士人才6人。同时，广州加大力度引进高层次人才，搭建新能源企业与高校实验室团队的合作桥梁，集聚了100多位新能源专业人才。

3、城市政策保驾护航

新产业的发展，少不了政策的保驾护航。广州出台的《实施意见》提出打造新型储能技术创新高地、强化关键核心技术攻关，列出了一系列重点支持的技术路径，如加强氢能等领域前沿技术的创新突破。此外，《实施意见》在广州市重点研发计划、首台（套）重大技术装备示范、标准体系建设等方面明确了支持方向，引导政府部门、企业、高校、科研院所、金融机构等各类主体广泛参与。广州构建起科技企业全生命周期发展支持体系，强化企业科技创新主体地位，支持企业在产业链跃迁中“挑大梁”，推动产业向中高端攀升。

4、创新生态优渥

近年来，广州始终坚持创新发展在全市现代化建设全局中的核心地位，整体创新能力稳步提升。全市高新技术企业数量突破1.2万家，国家科技型中小企业备案入库数量增长至1.25万家，新认定国家级孵化器数量13家（连续三年全国第一）；全市建立市级企业研发机构的企业超过2400家，拥有国家重点实验室21家（占全省70%）、省重点实验室241家（占全省61%）、国家企业技术中心35家（占全省40%）。广州新材料领域科技创新实力在国内处于领先水平，共有12家新材料领域研发机构入选省级新型研发机构名单（占全省44.4%）。

三、 广州电池用新型材料发展存在的问题

1、先进电池用新型材料发展产业缺乏顶层设计

为更好推动电池用新型材料产业发展，全国多个省市均出台了新材料产业相关政策以推动产业发展，而广州虽然制订出台了一系列推动制造业和战略性新兴产业高质量发展的规划和行动计划，但是尚未制订专门的电池用新型材料产业的发展规划和行动计划。

2、自主创新能力不足

虽然广州在新材料领域整体而言具有全国领先的研发实力，但积极开展新材料产业研发和专利授权的主要集中在中山大学、华南理工大学、暨南大学等少数重点高校以及少数头部企业，中小企业在这方面的短板尤为明显，缺少拥有自主知识产权的新技术、新工艺、新装备，在基础研究和应用基础研究能力上有所欠缺。

此外，广州在新材料领域虽然具备一定的知识基础和研发实力，但主要集中在合成化工领域，其他领域的人才培养和知识生产能力还是主要通过省外大学或科研院所供给。

四、关于发展电池用新型材料关键技术及研究的建议

1、加强战略科技支撑，创设新型材料创新服务平台

积极发挥广州现有新型材料科研院所、企业技术中心的引领作用，以中山大学、华南理工大学、暨南大学等重点高校和科研院所为主体，多渠道投资共建电池用新型材料联合实验室（中心），重点开展动力电池新材料行业关键共性技术研究、应用技术研究、国际合作和科技成果转化，支持国家材料领域重点院校与广州新材料产业开展紧密合作。积极对接国家科技发展战略，制度化、体系化、机构化引进国家级科研院所和顶级高校在广州建设高水平动力电池材料研究院，加快布局建设先进电池正负极材料、功能隔膜材料、可回收新材料、新能源材料等重点实验室、粤港澳联合实验室和新型研发机构。

2、积极培育头部领导企业，打造新型电池材料产业链

以需求为牵引，主攻下游应用关键材料，打造具有国际竞争力的新型电池材料产业链，构建以比亚迪、亿纬锂能为“链主”企业的先进电池材料产业链。依托全球领先的电池制造企业比亚迪，整合上下游产业链，构建国内国外联动发展的生产市场网络，强化自主创新，扩大新型电池材料、关键创新技术等产能规模，打造具有较强国际竞争力的新型复合电池材料产业集群。同时，支持广州龙头企业加快智能化、自动化、绿色化发展，优化产品结构，面向汽车制造、航空器制造等市场需求，大力发展高性能动力电池，稳定对外出口规模，大力拓展国内市场。

3、加强新材料人才引育，构建人才梯队建设体系

充分利用广州强大的院校科研力量，优化资源配置，构建和完善以政府引导、新材料企业为主体、高校和科研机构为基础的开放式人才培养和梯队建设体系，深入实施“广聚英才计划”，整合粤港澳大湾区新材料产业科技力量，引进和培养一批先进高分子材料及材料、高性能功能膜材料、半导体材料、新能源材料等新型材料研发创新和工程技术骨干人才。瞄准国内外高端前沿材料领域顶尖人才，柔性引进国际一流前沿材料领域科学家、工程技术专家。充分利用本地院校科研力量，积极推进产教融合，支持广州市内重点院校、科研机构加强新材料学科建设。加大技能人才培养力度，支持职业院校优化相关学科设置，推动材料专业向应用技术延伸。健全新材料科技人才评价体系，推动人才制度国际化发展，建立与国际接轨的人才引进、评价和服务保障机制。