上一节分析了福建省储能电池产业发展存在的问题，本章将针对性地提出福建省锂离子电池及钠离子电池产业技术路线和创新路径，以期进一步巩固储能电池产业基础，助力福建省储能电池产业高质量发展。
一、储能电池产业技术路线
（一）锂离子电池技术路线
1.研发重点
（1）原材料的制备
目前，正极材料性能改善技术主要有单一元素掺杂改性、元素共掺杂改性、表面修饰改性、材料纳米化改性。为了改善电池的安全性、提高电池的能量密度和循环寿命，应积极研发新型隔膜材料以改善电池性能；聚离子液体不仅有离子液体热稳定性好的优点，而且结合了聚合物固态电解质的优势，在制作过程中不易漏液且易加工。因此，离子液体电解质应作为锂离子电池原材料制备的重点研发方向。
（2）电池管理系统
电池管理系统的主要功能是对电池进行充放电管理、均衡管理、热管理，对SOX进行精确估计。电池管理系统对电池的安全起着至关重要的作用。目前，电池管理系统的关键问题或难点包括电池状态的估计、电池的均匀性、电池的热管理以及电池充放电管理。
（3）电池性能测试
电池性能测试主要分为循环寿命测试、充放电性能测试、电池应用性能测试。在电池研发过程中的循环寿命测试不仅耗时且价格昂贵，需要对测试方案进行优化。锂电池的充放电测试方法包括恒流充电、恒压充电、恒流放电等。目前，对锂电池安全性的认识仍然不全面，测试标准和评价体系仍然不完备，福建省相关的电池测试企业较为缺乏。
2.发展目标
基于上述分析，提出以下发展目标（如图1所示）：2025年，福建省锂离子储能电池的产业链产值为1000亿元，目标产能为30 GWh，能量密度超过300 Wh/kg，循环寿命超过1万次，电池成本低于0.8元/Wh。2030年，福建省锂离子储能电池的能量密度超过350 Wh/kg，循环寿命超过1.5万次，电池成本低于0.6元/Wh。
图1 锂离子储能电池技术路线
（二）钠离子电池技术路线
1.研发重点
（1）原材料的制备
钠离子电池的主要正极材料有层状氧化物、普鲁士蓝（白）和聚阴离子材料等。层状氧化物的缺点在于较快的可逆容量衰减、较差的空气稳定性以及较低的倍率性能等；聚阴离子材料虽然具有结构稳定、循环寿命长等优势，但是成本较高、能量密度性能较差。对于正极材料来说，提高工作电压从而提升电池能量密度，是一种有效策略。
硬碳材料具有储钠比容量高、储钠电压低、循环稳定等优势，是当前首选的负极材料。但是在高倍率负极材料的制备方面仍有优化的空间。因此，设计和开发新的负极材料是提升负极材料性能的重要研究方向之一。
（2）电池管理系统
电池安全管理仍然是钠电池需要突破的瓶颈。在电池管理系统的关键技术方面，钠离子电池与锂离子电池差异较小，对钠电池进行充放电管理、均衡管理、热管理，对SOX进行精确估计，依然是钠电池管理系统需要改进和突破的关键技术。
（3）电池性能测试
钠离子储能电池性能测试是保证电池安全使用的关键步骤。电池性能测试主要分为循环寿命测试、充放电性能测试、电池应用性能测试，其测试方法与锂电池差异性较小。
相较于锂离子电池而言，目前福建省关于钠离子电池的相关安全测试设备和测试标准较少，主要测试企业和测试设备供应商较为缺乏，且对钠电池安全性的认识不全面，未形成完善的评价体系和测试标准。
2.发展目标
基于上述分析，提出以下发展目标（如图2所示）：2025年，福建省钠离子储能电池的产业链产值为300亿元，目标产能为10 GWh，能量密度超过180 Wh/kg，循环寿命超过6000次，电池成本低于0.6元/Wh。2030年，福建省钠离子储能电池的产业链产值为400亿元，目标产能为20 GWh，能量密度超过230 Wh/kg，循环寿命超过1万次，电池成本低于0.4元/Wh。
图2 钠离子储能电池技术路线
二、储能电池产业创新路径
（一）科学布局，开发新型储能电池材料储能电池的性能提升主要依靠新型储能电池材料的研发，这对储能电池的大规模应用至关重要。福建省应充分发挥宁德时代、厦钨新能源等行业龙头的带头作用，围绕储能锂电池，针对电池正负极材料、隔膜及电解液等关键核心技术，开展技术专项攻关。通过材料改性、研发新型添加剂等手段，提高电池材料性能，进一步提高储能锂电池性能，降低成本。
因锂矿资源有限等问题，需探索开发新型储能电池，因此在发展锂离子电池的同时，协同推进钠离子电池关键技术攻关。发挥宁德时代在钠离子电池领域的现有技术优势，开展钠离子电池电化学机理研究，探索研发不同材料体系，通过研发创新性材料，提高钠离子电池循环寿命。推动钠离子电池与锂离子电池产业互补发展，与锂离子电池相互补充、相互支撑，降低关键矿产资源依赖度，突破电化学储能成本瓶颈。
（二）因地制宜，优化产业布局
依据福建省的地域特点、能源发展情况等，在风电、核电、渔业供电和分布式光伏等领域配置储能。福建丘陵多、平原少，许多地方地多人稀，应结合国家政策，大力支持发展分布式光伏储能，加大光储一体化建设，逐步深入光伏电站与新能源储能企业合作。
充分发挥福建省光能、风能等资源优势，依托福建省产业基础，统筹考虑环境承载能力，打造和升级储能电池产业集群。南平、三明、龙岩等地区石墨、氟新材料资源充裕，宁德时代全产业链技术较为完善，厦门储能电池产业布局逐渐深入。福建省需要依托本省产业优势，充分利用南平、三明、龙岩等地区的生产资源基础，充分发挥厦门、宁德等国家级和省级高新技术产业基地的引领作用，通过人才引进等，逐步将技术向园区、基地集中。鼓励宁德建成世界锂电之都，在宁德时代龙头企业带领作用下，逐步在漳湾、七都等工业重镇布局更多小微园区，引进更多产业链配套企业，大力发展储能电池产业。
（三）强化企业研发创新能力
持续创新是产品质量提升的关键，也是企业在市场竞争中的重要后备支撑。随着储能电池下游应用领域需求增长，推动储能电池的安全性、能量密度、循环能力等性能提升的要求越来越高，这需要相关企业大胆革新，强化企业的研发创新能力，促使储能电池技术不断进步。福建省储能电池企业要始终以客户为导向，持续加大研发投入，提高产品核心竞争力。
（四）探索多种储能商业模式
探索共享储能模式，提高储能电站利用率，激励新能源电站以多种形式配置储能。在用户侧，探索储能聚合应用，鼓励分散式储能设施的聚合利用，发挥对负荷削峰填谷作用。对大规模的储能设施进行分散，对小规模的储能设施进行聚合，参与需求侧响应，创新能源负荷双向互动。创新投资运营模式，鼓励发电企业、独立储能运营商联合投资新型储能项目，通过市场化方式合理分配收益。
（五）加强基础研究和人才培养
为了研发更安全、成本低、长寿命的储能电池，建议福建省内企业、高校以基础材料和反应机理为出发点，加大对原材料、电芯、管理系统等相关基础研究，持续进行理论和技术上的创新。加强福建省各高校中电化学电池、新能源综合利用、电力运行与控制等相关领域专业的人才培养，为福建省内储能电池企业输送一批具有持续创新能力、创新意识和高稳定的优秀人才。同时，各企业也需要重视储能电池领域科学家和工程师的培养力度，为提升福建省储能电池产业竞争力搭建人才“蓄水池"。(作者：欧凯 李雨吴川 王亚雄)
