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1、Volta Foundation电池行业年度报告2022-2023Revision:2023020604Volta Foundation2电池年度报告由以下单位制作并翻译电池年度报告由以下单位制作并翻译volta.foundation赞助电池年度报告赞助电池年度报告能斯特未来新能源能斯特未来新能源Volta Foundation3Volta Foundation会员会员Volta Foundation4感谢以下单位对本报告中文版翻译的支持感谢以下单位对本报告中文版翻译的支持Volta Foundation在这份报告中，我们总结了2022年全球电池行业最重要的进展。该报告旨在提供有关电池研究，产

2、业，人才和政策的当前状况，并希望以此促进电池领域更多更深入的交流，追踪其发展轨迹，并对未来进行合理预测。本报告主要囊括以下部分:第一部分：产业第一部分：产业电池开发和制造的商业里程碑第二部分：科研第二部分：科研基础电池科学的学术突破第三部分：人才第三部分：人才供应、需求和对该领域从业人才的见解第四部分：政策第四部分：政策政府目标、激励措施、法规及其含义第五部分：预测第五部分：预测未来一年电池行业的发展趋势由Volta Foundation编写制作免责声明:本文所表达的观点仅为作者个人观点，未经任何其他组织、机构、雇主或公司审核或批准。这项工作的主要目的仅为教育和提供参考。所引用的数据和信息来自

3、公开来源，由相关公司自行报告。所有作者在编写本报告中不存在利益冲突。Disclaimer:The views expressed herein are solely those of the authors,and have not been reviewed or approved by any other organization,agency,employer or company.The primary purpose of this work is to educate and inform.Data and information is from publicly availabl

4、e sources and often self-reported by the companies.The authors declare no conflicts of interest in producing this report.5“电池技术正当时。”-经济学人前言Volta Foundation第一部分产业6Volta Foundation年度事件业界企业与动态电芯材料发展动态技术应用成本投资供应链安全/法规生产制造回收7产业产业|概览概览2022 年是全球电池行业加速增长的一年电动汽车的广泛普及继续推动对电池原材料和制造能力需求的不断增长。尽管宏观经济不振，电池行业规模仍增长4

5、84亿美元，募集资金从 2021 年的330亿美元增加到 2022 年的390亿美元。除了商业发展，全球政策制定者已将注意力转向国有化努力，例如：美国反通货膨胀法案(IRA)以史无前例的3690亿美元资金用于激励清洁能源和气候改善、欧洲法律和政策变化、印度电池和电池包激励措施等等。西方国家努力实现将关键原材料生产保留在国内以促进国内电池生产，同时东亚国家竭尽全力维持他们现有的市场地位。2022年电池行业也面临诸多挑战，上市的电车公司、电池产品材料企业2022年表现不及大盘。电池价格20年来首次同比上涨7%，电池包平均价格上涨至138美元/kWh，这意味着实现电动汽车与燃油车同等成本的预期时间将

6、推迟到 2026 年。生产制造方面的挑战主要体现在产能爬坡的停滞，加上设备、原材料、专业人员和制造专业知识的短缺，都在敦促人们更将清醒地审视当前。安全和可靠性相关的事故以及上述障碍减缓了商业化进程并耗尽了现金储备。电池化学的发展已经改变了行业的焦点，主要的动作包括转向磷酸铁锂正极和在负极中使用更高的硅含量，而正极的优化和其它技术支持仍然是该领域商业研发和早期创业的焦点。产业：概览Volta Foundation1月月2022 年度事件年度事件产业：年度事件Week 1Week 2Week 3Week 4瑞典电池制造商Northvolt在瑞典超级工厂组装了第一个锂离子电池组。松下将在特斯拉超级工

7、厂中使用Redwood的回收材料来生产电池。电动汽车电池初创公司 StoreDot完成了8000万美元的D轮融资，由越南电动车企VinFast牵头。电池智能公司Voltaiq,Batemo,和电池测试商Energy Assurance发布了首个独立电池指数。QuantumScape宣布和Fluence共同开发静态储能应用场景中的固态锂金属电池。沃尔沃推出电动卡车VNR，续航里程275英里，还有快速充电功能。到2025年，LG化学将在韩国龟尾市的正极材料工厂投资4.19亿美元。本田与SES（麻省固能）签署了锂电池领域的联合开发协议。宁德时代和EVGO联合推出电动汽车换电服务。由梅赛德斯-奔驰和S

8、tellantis牵头，Factorial Energy筹集了2亿美元，以加速其固态电池的商业化。通用汽车和LG新能源投资26亿美元在密歇根州首府兰辛建立第三家合资的UltiumCell电池超级工厂。ProLogium和梅赛德斯-奔驰签署了一项技术合作协议，目标是为电动汽车开发固态电池。8Volta Foundation2月月2022 年度事件年度事件Week 1Week 2Week 3Week 4Addionics完成了2700万美元的A轮融资，以扩大3D电极生产的规模。Zeta Energy为其先进的锂硫电池技术获得了2300万美元的A轮融资。福特汽车与Sunrun合作开发电动汽车充电、家

9、庭能源管理等解决方案。电动汽车厂商Rivian与电池制造商三星SDI放弃了就成立合资电池公司的谈判。SES韩国分公司在韩建立了一个预生产设施，以加快与通用、现代和本田的样本联合开发。澳大利亚矿商Liontown与特斯拉签署了一项为期5年的供应协议以供应锂辉石精矿。美国能源部启动了1.4亿美元的项目，以开发美国第一个关键矿物（稀土元素、锂和钴等）精炼厂。LG新能源收购了NEC Energy Solutions的100%股份，NEC Energy Solutions是一家非汽车锂离子电池和系统集成业务商。英韩合资锂电池生产商Eurocell计划建造其首个欧洲超级工厂。美国交通部和能源部宣布，为全国

10、电动汽车充电网络拨款近50亿美元。固态电池公司QuantumScape在日本设立了新的研发中心以扩展亚太地区业务。9产业：年度事件Volta Foundation3月月2022 年度事件年度事件Week 1Week 2Week 3Week 4Ola Electric宣布计划在印度建设产能为50 GWh的巨型工厂。松下宣布计划在美国建造另一家电池工厂为特斯拉供货。通用汽车和浦项制铁将在加拿大建造4亿美元的工厂，生产负极活性材料。索尼和本田合作开发和销售电动汽车。Ascend Elements和韩国SK美国分公司宣布合作回收电池制造废料。三星SDI开始在韩国水原建设固态电池试验线。Northvol

11、t宣布将在德国建立第三家超级工厂。梅赛德斯-奔驰宣布在德国南部库彭海姆新建2500吨的电池材料回收厂。LG 新能源投资20亿美元，在亚利桑那州皇后溪（Queen Creek）建造其第一座美国圆柱电池工厂，产能为11 GWh。Stellants和LG新能源将向合资企业投资50亿加元，用于在加拿大生产电池。铃木汽车将在印度投资13亿美元用于电动汽车和电池生产。韩国浦项制铁在阿根廷投资40亿美元开发新的锂矿项目。10产业：年度事件Volta Foundation4月月2022 年度事件年度事件Week 1Week 2Week 3Week 4台湾换电公司Gogoro启动IPO。比亚迪和壳牌在中国和欧洲

12、展开电动汽车充电相关合作。欧洲第一家锂离子电池正极厂Talga在瑞典投产运营。VinFast投资20亿美元在美国北卡罗来纳州建造电动汽车工厂。通用汽车和本田宣布计划共同开发平价电动汽车。宁德时代与印度尼西亚合作，通过60亿美元的投资促进电动汽车产业发展。远景动力投资20亿美元在肯塔基州建设一座30GWh的超级工厂。LG新能源宣布与Li Cycle建立战略合作伙伴关系，后者成为他们在北美首选的锂离子电池回收商。美国能源部向澳大利亚矿业公司Syrah Resources拨款1.07亿美元。大众汽车和英国石油公司bp启动战略合作伙伴关系，在欧洲推出电动汽车快速充电业务。Umicore和汽车电池公司（

13、ACC）签署了欧洲电动汽车正极材料的长期供应协议。South 8 Technologies筹集1200万美元用于将高性能锂离子电池的下一代电解质商业化。FreeWire完成了1.25亿美元的D轮融资，用于开发电动汽车充电业务。11产业：年度事件Volta Foundation5月月2022 年度事件年度事件Week 1Week 2Week 3Week 4Sila开始在美国华盛顿州建造硅负极工厂。AmpriusTechnologies与美国能源部签订了价值300万美元的合同，用于硅纳米线的技术开发。美国能源部宣布提供高达4500万美元的资金，以支持美国国内电动汽车电池的开发。宝马集团的风险投资部

14、门BMW i Ventures宣布领投绿色锂提炼技术研发商Mangrove Lithium的A轮融资。孚能科技推出了一种新的电芯原型，其能量密度为300Wh/kg，可在15分钟内充满电。Stellantis和三星SDI在其美国的锂离子电池合资生产厂中投资超过25亿美元。Nano One Materials以1025万加元收购庄信万丰电池材料公司。挪威莫罗电池公司在西门子领投的新一轮融资中筹集了1亿欧元。Polestar投资极速充电电池公司StoreDot。丰田发布了基于电动汽车技术的家用电池存储系统。宁德时代将从2025年起为宝马提供圆柱形电池。12产业：年度事件Volta Foundatio

15、n6月月2022 年度事件年度事件Week 1Week 2Week 3Week 4宁德时代将向波兰Solaris提供配备新型CTP技术的磷酸铁锂电池，用于电动客车使用。塔塔汽车收购了福特位于印度古吉拉特邦的萨南工厂，以扩大生产。EurobatteryMinerals购买了芬兰豪塔兰皮电池矿项目40%的所有权。比亚迪宣布将向特斯拉供应电池。Ion Storage Systems完成了3000万美元的A轮融资。Solid Power宣布安装电动汽车固态电池试验线。富士康在台湾南部建立了第一家电池工厂，并将于2024年第一季度开始生产。ProLogiumTechnology宣布将于2023年开始大规

16、模自动化生产固态电池。宁德时代推出CTP电池“麒麟“，其体积利用率和能量密度均创纪录。LG新能源将在韩国Ochange建造产能为9 GWh的4680大圆柱电池产线。国轩高科将在阿根廷建设一座每年可生产60000吨碳酸锂的工厂。大众和西门子对美国Electrify America公司进行了4.5亿美元的联合股权投资。美国电池初创公司ONE（Our Next Energy）宣布，公司已与宝马集团签署协议，将ONE的Gemini双化学电池技术整合到纯电动宝马iX中，并能实现600英里续航表现。13产业：年度事件Volta Foundation7月月2022 年度事件年度事件Week 1Week 2W

17、eek 3Week 4通用汽车和Pilot Company将建设跨越全美的电动汽车快速充电网络。VinFast与ProLogium合作开发固态电池。Wildcat Discovery Technologies在D轮融资中筹集了超过9000万美元。LG新能源可能向印度MahindraMahindra供应电池。三星SDI在马来西亚投资1.7万亿韩元用于圆柱形电池生产线。美国能源部将向通用汽车和LG新能源的电池合资企业Ultium Cells贷款25亿美元。通用汽车和Livent达成长期氢氧化锂供应协议。Cuberg在锂金属电池开发中实现了重要里程碑，达到了672次循环和380 Wh/kg的能量密度

18、。SK On、福特和EcoPro BM 将共同投资北美的正极材料生产设施。14产业：年度事件宁德时代和福特宣布战略合作，宁德时代将向福特供应LFP电池组。松下能源计划在堪萨斯城地区建设一家最先进的电动汽车电池工厂。Volta Foundation8月月2022 年度事件年度事件Week 1Week 2Week 3Week 4Ascend Elements宣布计划在肯塔基州投资10亿美元回收电池材料。Nikola以1.44亿美元收购电池组供应商Romeo Power。Nexeon筹集了超过2亿美元用于资助电池材料制造。宁德时代推迟对北美工厂的决定。亿纬锂能将向宝马提供用于欧洲电动汽车的大圆柱形电

19、池。Celgard与American Battery Factory达成了高性能磷酸铁锂电池隔膜技术的战略联盟。奔驰将从Rock Tech Lithium采购电池材料氢氧化锂。本田和LG新能源计划在美国建立44亿美元的电动汽车电池工厂。宁德时代与SERES签署了为期五年的战略协议，供应麒麟电池。15美国反通胀法案于8月16日生效，财政拨款3690亿美元亿美元用于投资清洁能源和应对气候变化。今年最大新闻！今年最大新闻！产业：年度事件特斯拉与两家中国大型企业，浙江华友和中国新材料公司，签署了电池前体材料供应协议拜登-哈里斯政府启动了67.5亿美元的跨党派基础设施计划，扩大国内关键电池材料供应链。V

20、olta Foundation9月月2022 年度事件年度事件Week 1Week 2Week 3Week 4ONE公布了一款1007 Wh/l的无负极电池，使电动汽车可以行驶600英里。丰田承诺在北卡罗来纳州的电动汽车电池工厂加大投资，投资金额为56亿美元。SK向Ascend Elements投资5000万美元。宁德时代将向宝马供应圆柱电池，这些电池来自中国和欧洲未来的电池工厂。奔驰和Rivian签署谅解备忘录，达成战略合作并联合生产电动货车。Iontra筹集了3800万美元的B轮融资，以推进电池充电平台的开发。宁德时代和Flexgen签署了一份10 GWh多年电池储能系统供应协议。富士胶片

21、在24M Technologies的第二轮融资中额外投资了2000万美元。宁德时代推出了一款用于重型卡车的模块化电池解决方案。国轩高科将投资36亿美元，在美国密歇根州Big Rapids附近建设电池制造工厂。梅赛德斯-奔驰卡车在IAA上推出了其里程最长的电动卡车eActros LongHaul。Faraday Future解决了投资者纠纷，筹集了高达1亿美元的资金，以推出FF 91。宁德时代将在2030年之前向本田提供123 GWh的电动汽车电池。16产业：年度事件Volta Foundation2022 年度事件年度事件Week 1Week 2Week 3Week 4OneD与通用汽车合作开

22、发硅质电池技术。Form Energy在E轮融资中筹集了4.5亿美元。通用汽车与澳大利亚的昆士兰太平洋金属公司达成合作协议，以从澳大利亚采购镍。SK On与澳大利亚的Lake Resources签署电池级锂供应协议。Ascend Elements和EcoProGroup宣布合作，向北美电动汽车行业供应回收电池材料。Our Next Energy宣布将向密歇根州范布伦镇投资16亿美元，建设一座新的电池单元制造厂。宝马在美国与Envision AESC签署供应协议，以获取电池单元。美国能源部公布了将受益于美国两党基础设施法案的前20家公司名单，这些公司总共将获得28亿美元的支持。宁德时代和VinF

23、ast达成战略合作，如提供CTP电池，以推广全球电动出行。17产业：年度事件10月月Volta FoundationWeek 1Week 2Week 3Week 4SAUDIA计划从Lilium购买并在中东/北非地区运营100架飞机。沙特阿拉伯的公共投资基金与富士康合作推出电动汽车品牌Ceer。富士康以1.7亿美元收购Lordstown Motors的额外股权。VALE和通用汽车签署了从加拿大长期供应电池级镍的协议。LG Energy Solution与Compass Minerals签署多年的碳酸锂供应协议。美国能源部宣布投入1200万美元支持地热卤水提取和转化锂。Coulomb Solut

24、ions公司将向Phoenix Motorcars提供独特的宁德时代电池解决方案。比亚迪将在2023年第二季度开始批量生产钠离子电池。特斯拉半挂卡车完成了满载500英里的首次测试行驶，作为8级卡车，总重达81,000磅。大众汽车与富士康就在美国制造电动皮卡和SUV进行谈判。18产业：年度事件2022 年度事件年度事件11月月Volta FoundationWeek 1Week 2Week 3Week 4Panasonic Energy和Lucid宣布签署供应Lucid Air豪华电动汽车的锂离子电池协议。19Rivian暂停与奔驰合作在欧洲生产电动货车的计划。QuantumScape向OEM公

25、司首次交付24层原型电芯。Form Energy宣布在韦尔顿市投资7.6亿美元建造电池工厂。CATL将从2024年到2030年为本田供应123 GWh的电动汽车电池。现代汽车集团和SK公司将在乔治亚州巴托县建立电动汽车电池工厂。美国能源部发放25亿美元贷款，帮助合资企业Ultium Cells LLC制造电动汽车电池。初创企业Group14 Technologies在C轮融资中筹集了2.14亿美元。福特和宁德时代正在考虑在密歇根州或弗吉尼亚州建造电池工厂。根据授权协议，宝马将在德国规模化生产Solid Power的固态电池。Redwood Materials计划在南卡罗来纳州建造价值35亿美元

26、的工厂。产业：年度事件2022 年度事件年度事件12月月Volta Foundation年度事件业界企业及动态电芯材料发展动态技术应用成本投资供应链安全/法规生产制造回收20产业:目录产业产业|概览概览Volta Foundation21市值/估值超过 10 亿美元的上市公司和老牌企业概览*业界企业业界企业|大市值公司大市值公司*截止到 2022 年 12 月 31 日的公司估值，估值会随时变动，此处的分类仅是粗略分类*根据招标文件的限制性条款市场规模：市场规模：584 亿美元亿美元年均复合增长率：15.2%市场规模：市场规模：620 亿美元亿美元年均复合增长率：8.75%市场规模：市场规模：

27、254 亿美元亿美元年均复合增长率：30%市场规模：市场规模：1840亿美元亿美元年均复合增长率：18.5%市场规模：市场规模：360亿美元亿美元年均复合增长率：21.2%市场规模：市场规模：406亿美元亿美元年均复合增长率：26.5%2030总计：总计：产业：业界企业Volta Foundation22市值/估值 成本 自放电电脑&平板电脑体积能量密度 成本 安全/可靠性负载均衡瓦时/循环成本 安全/可靠性 循环寿命除颤器安全/可靠性 倍率 体积能量密度军用设备安全/可靠性 质量能量密度 体积能量密度飞机质量能量密度 倍率 安全/可靠性遥控飞行器质量能量密度 倍率 成本摩托车摩托车倍率 体积

28、能量密度 质量能量密度跑车体积能量密度 倍率 循环寿命手机&智能手表体积能量密度 成本 安全/可靠性频率均衡瓦时/循环成本 安全/可靠性 放电电流手术工具安全/可靠性 倍率 循环寿命备用电源(通信用)安全/可靠性 质量能量密度 体积能量密度地球低轨卫星质量能量密度 循环寿命 安全/可靠性轿车成本 体积能量密度 循环寿命中轨道卫星循环寿命 质量能量密度安全/可靠性多用途车体积能量密度 成本 循环寿命电动工具&园林设备倍率 成本 安全/可靠性起搏器安全/可靠性 循环寿命导弹倍率 质量能量密度体积能量密度用户侧储能+智能电网安全/可靠性 瓦时/循环成本 循环寿命小货车体积能量密度 质量能量密度 循环

29、寿命地球同步轨道卫星循环寿命 质量能量密度安全/可靠性重型卡车质量能量密度 循环寿命 成本助力自行车成本 质量能量密度 倍率监控设备循环寿命 成本 安全/可靠性遥控飞行器质量能量密度 倍率 安全/可靠性技术|电池化学体系，应用前景，概述每个子行业的前3个关键指标排名，排序从最有价值的指标开始51产业：电芯材料发展动态Volta Foundation镍钴锰三元811-石墨镍钴铝三元-石墨磷酸铁锂-石墨钴酸锂-石墨无钴镍锰酸锂-石墨锂-金属硅负极体系钠离子电池体系锂-硫电池体系全固态-硫系全固态-氧化物体系技术|电池化学体系，应用前景，概述52飞机地球静止轨道卫星无人机低地球轨道卫星中地球轨道卫星

30、重型卡车运动型多功能车轻便摩托车摩托车轿车跑车皮卡车产业：电芯材料发展动态不同电池化学体系的应用领域Volta Foundation技术|电池化学体系，应用前景，概述53镍钴锰三元811-石墨镍钴铝三元-石墨磷酸铁锂-石墨钴酸锂-石墨无钴镍锰酸锂-石墨锂-金属硅负极体系钠离子电池体系锂-硫电池体系全固态-硫系全固态-氧化物体系电脑和平板智能手机和智能手表电动自行车动力工具和园艺设备住宅储能智能电网负载均衡频率均衡产业：电芯材料发展动态不同电池化学体系的应用领域Volta Foundation技术|电池化学体系，应用前景，概述54镍钴锰三元811-石墨镍钴铝三元-石墨磷酸铁锂-石墨钴酸锂-石墨无

31、钴镍锰酸锂-石墨锂-金属硅负极体系钠离子电池体系锂-硫电池体系全固态-硫系全固态-氧化物体系除颤器监控设备手术工具起搏器无人机步兵备用电源导弹产业：电芯材料发展动态不同电池化学体系的应用领域Volta Foundation磷酸铁锂 挑战 镍钴锰三元/高电压无钴镍锰酸锂 钠离子电池 无法满足高能量密度的规定 材料成本增加镍钴锰三元 挑战 磷酸铁锂/高电压尖晶石型无钴镍锰酸锂 原材料成本增加磷酸铁锂 机会低/中档/入门级电动汽车 电动巴士，电动自行车 储能 对成本敏感的应用镍钴锰三元 机会 长续航/高端电动汽车 电动巴士，电动自行车，电动摩托车 电动工具/对性能敏感的应用磷酸铁锂 劣势 重量 能量

32、密度 低温性能 薄弱的材料供应链(材料需求 供应)功率密度 难以读取充电状态 回收价值低镍钴锰三元 劣势 成本 安全性 镍/钴供应链技术|磷酸铁锂 vs.镍钴锰三元 SWOT 对比分析磷酸铁锂 优势 高安全性 长循环寿命 铁蕴藏量充足镍钴锰三元 优势 能量密度 低温性能 功率密度 完善的电池供应链 高回收价值WOS55T资料来源:磷酸铁锂 优劣势,太平洋西北工业实验室-磷酸铁锂 vs.镍钴锰三元路线之争,生态树-锂电池的磷酸铁锂 vs.镍钴锰三元路线之争产业：电芯材料发展动态优劣势分析：磷酸铁锂(LFP)vs.镍钴锰三元(NCM)Volta Foundation56主要公司在2022年的LFP

33、生产能力资料来源：木麦肯齐，LFP生产，宝石有限公司。，VSPC，IBU-TEC，Aleees，Mitra化学，纳米一，锂陶瓷，纳米一生产，住友金属，美国能源部两党基础设施法，LFP市场，工业应用030,00060,00090,000120,000150,000180,000210,000240,000270,000300,0002,400 2,400 tpatpa25,000 25,000 tpatpa62,000 62,000 tpatpa37,000 37,000 tpatpa18,000 18,000 tpatpa63,000 63,000 tpatpa34,000 34,000 tp

34、atpa119,000 119,000 tpatpa美国加州的 Mitra 化学（Mitra Chem）处于初级阶段，正在与一级OEM进行LFP电池材料的测试，并计划到2025年商业化，目标为3万吨。台湾的Aleees和德国的IBC-tec的LFP产量仍未披露。日本住友金属矿业有限公司，正在扩大其产品线，包括LFP。马萨诸塞州的6K计划到2025年生产3000吨/年的LFP，到2026年生产10000吨/年。10,000 10,000 tpatpa14,000 14,000 tpatpa56,000 56,000 tpatpa占整体占整体LFPLFP应用程序市用程序市场的百分比的百分比汽车汽车

35、消费电子产品消费电子产品工业的工业的储能系统储能系统其他的其他的33%33%27%27%17%17%14%14%9%9%年产量年产量（吨）（吨）29,000 29,000 tpatpa公司公司技术|磷酸铁锂（LFP）产业：电芯材料发展动态Volta Foundation2022年的关键事件2022Q12022Q12022Q42022Q4IBU-Tec扩展了其产品系列的LFP电池材料与第二个变种与更小的颗粒。20222022年年4 4月月广汽在广汽技术日发布了新的LFP技术，质量能量密度增加13.5%，体积能量密度增加20%，-20C低温容量增加约10%，快速充电超过2C。20222022年年7

36、 7月月蜂巢能源推出了新的LFP“短刀片”电池。L300和L600型用于电池电动汽车，L400用于混合动力汽车，L500用于商用车辆。20222022年年1 1月月NanoOne以约800万美元的价格收购了JM的电池材料公司。该工厂目前的LFP产量为2400吨/年，还有扩建空间。20222022年年5 5月月CATL签署了一项协议，为索拉里斯电动巴士提供电池到封装技术。20222022年年5 5月月Morrow电池公司和IBC-tec签署谅解备忘录，以开发和确认商业规模的LFP供应。20222022年年5 5月月2022Q32022Q32022Q22022Q2Aleees与Avenira以及澳

37、洲地方政府签署谅解备忘录，开发第一个LFP正极材料工厂。20222022年年9 9月月BYD将为特斯拉提供刀片电池，这是一种基于LFP的电池。20222022年年8 8月月国轩计划投资24亿美元在密歇根州大急流城附近的一家电池制造厂。20222022年年9 9月月Mitra化学公司将LFP样品运送到一级电池制造商进行测试。20222022年年9 9月月Freyr与台湾LFP正极材料制造商Aleees签署了许可证和服务协议。20222022年年1010月月ICL集团计划在密苏里州的圣路易斯建造一个价值4亿美元的LFP正极材料制造工厂。20222022年年1010月月Our Next Energy

38、宣布投资16亿美元建造20 GWh LFP电池制造工厂。20222022年年1010月月Freyr从伊藤忠采购LFP正极材料。20222022年年1010月月国轩和VinES宣布了一个5千瓦时/年的LFP电池制造工厂。20222022年年1111月月SK On，亿纬锂能，和贝特瑞新材料集团合资进入一个LFP正极材料制造工厂。20222022年年8 8月月57ICL与Aleees签署了生产LFP正极材料的谅解备忘录。20222022年年7 7月月技术|磷酸铁锂（LFP）产业：电芯材料发展动态Volta Foundation58LFP和LMFP具有相同的橄榄石晶体结构，但锰的加入使LMFP的理论能

39、量密度高达230 Wh/kg。利弊与LFP相比，能量密度更高了15-20%与NMC/NCA相比，成本较低比NMC/NCA安全优良的低温性能内部电阻高与LFP相比，电池循环寿命更低回收率低+-CATL预计将在2023年大量生产LMFP电池，并有望成为第一家将这种化学物质推向市场的制造商。由CATL开发的M3P电池是基于LFP的橄榄石结构，一些铁被掺杂镁、锌和铝所取代。CATL称其为磷酸盐化学系统中的三元锂电池，但M3P的合成来自于LMFP工艺，其成本更接近于LFP，而不是镍基三元电池。CATL将应用范围瞄准为700公里的电动汽车市场。研究研究LMFP电池的公司电池的公司M3PLMFPCATL于2

40、022年第四季度为特斯拉的Model Y提供M3P电池。产业：电芯材料发展动态技术|LMFP/M3PVolta Foundation59主要公司在2022年的NMC生产能力0年产量年产量（吨）（吨）公司公司技术|镍钴锰（NMC）产业：电芯材料发展动态Volta Foundation60LCO与LFP的利弊比较（SWOT分析法）SLCO的优势的优势能量密度重量倍率性能LFP的优势的优势安全循环寿命(1500-200）铁的资源丰富度LCO的弱项的弱项循环寿命(500个循环）安全低放电电流成本（*2022）LFP的弱项的弱项重量能量密度低温性能功率LCO的机遇的机遇VR头显紧凑型便携式无人机小型便携

41、式电子产品LFP的机遇的机遇中低级电动汽车电子巴士，电子自行车储能其他成本敏感的应用场景LCO的的挑战挑战增加材料成本地缘政治风险（DRC）钴矿开采规定LFP的的挑战挑战NMC/高压LNMO钠离子电池能量密度的法规增加材料成本资料来源：LCO概述，LFP的利与弊，LCO vs LFP，LCO生命周期，刚果的钴争议，WOT产业：电芯材料发展动态技术|钴酸锂（LCO）VS 磷酸铁锂（LFP）Volta Foundation61主要公司在2022年LCO的生产能力05,00010,00015,00020,00025,00030,00035,00040,00045,00050,000LCOLCO与消费

42、电子产品与消费电子产品的紧密关系的紧密关系13,000 13,000 tpatpa18,000 18,000 tpatpa43,000 43,000 tpatpa7,000 7,000 tpatpa7,000 7,000 tpatpa6,000 6,000 tpatpa10,000 10,000 tpatpa4,000 4,000 tpatpa5,000 5,000 tpatpa2,000 2,000 tpatpa年产量年产量（吨）（吨）公司公司产业：电芯材料发展动态技术|钴酸锂（LCO）VS 磷酸铁锂（LFP）Volta Foundation621Q221Q224Q224Q22Zeta能源公

43、司以其先进的锂硫技术完成了2300万美元的A轮融资，由摩尔战略投资公司牵头。Zeta能源公司使用一种获得专利的碳纳米管石墨烯杂化材料作为正极。20222022年年2 2月月3Q223Q222Q222Q22Li-S能源公司与plomX美国公司达成协议，开发和评估其锂硫和锂金属电池，其中包括其专利纳米复合氮化硼纳米管和锂纳米网技术。20222022年年8 8月月NexTech电池因其5.4 Ah半固态锂硫电池获得了UN 38.3.5交通相关测试标准的安全认证。20222022年年9 9月月美国宇航局的固态电池研究超越了使用硫硒活性物质的多孔石墨烯和固体电解质的最初目标。该团队使用了新材料来大幅提高

44、电池放电率，同时重新设计电池结构，以实现500Wh/公斤的重量密度。20222022年年1010月月20222022年年4 4月月该公司的新任首席执行官乌尔里希埃姆斯博士推出了适用于所有移动应用程序的Li-S晶体电池。该离子的专利生产工艺使用结晶硫作为正极，碳纳米管作为负极，以及一种专有的固体电解质。20222022年年1 1月月Lyten 通过在太空应用中演示其电池技术获奖。Lyten还获得了其他交易（OT）协议，以支持国防创新单位（DIU）围绕高比能量存储和管理解决方案，以增加美国太空部队小型卫星的占空比，这是新的Li-S电池技术的众多应用之一。20222022年年2 2月月Drexel大

45、学的研究人员发现了一种生产和稳定一种稀有硫的新方法，这种硫在碳酸盐电解质中发挥作用。这一发展不仅有潜力使硫电池在商业上可行，而且可以提供4000个循环的3倍容量。技术|锂硫电池（Li-S）2022年的关键事件产业：电芯材料发展动态Volta Foundation63锂硫：大众消费市场的电池研发新突破锂硫：大众消费市场的电池研发新突破Lyten的LytCell技术是未来汽车、航空航天和国防应用的可持续电池，这些应用需要高能量密度、轻质、安全、低成本和北美供应链。了解更多信息了解更多信息Lyten一直在寻找那些认可我们的使命，并创造突破性解决方案的人。查看我们的网站和我们的职业页面，了解更多关于L

46、yten如何改变和向我们的世界供能。Lyten 的优势优势Lyten是一家先进材料公司，开发了一种名为Lyten 3D石墨烯的材料，它是通过甲烷气体脱碳设计的。我们的3D石墨烯技术使我们能够用丰富的硫来制造正极材料，而不是越来越稀缺和昂贵的镍或钴。这将使之能够开发首款北美的电动汽车等高性能电池平台。更重要的是，我们可以将创新性的化学结构应用到软包和圆柱的因素，使其成为一个有意义的化学为最广泛的应用。赞助内容Volta Foundation公司公司技术技术员工数员工数量量专利数专利数量量总资金总资金（$）备注备注：莱顿硫正极/锂金属负极1691172.1亿该公司资金充足，拥有大量员工和专利组合，

47、有望为该领域做出巨大贡献，但尚未公布任何公开数据。根据员工数量，他们最有可能进入试验开发阶段，并将成为该领域的领导者。泰恩单斜晶体硫正极/锂金属负极244未披露的种子基金最近成立的一家公司是基于德雷克塞尔大学的研究。由于没有披露资金数量，Li-S能源很可能处于研究和扩大规模的早期阶段。硫正极/锂金属负极811.67亿（截至2023年1月14日的市值）Li-S能源公司率先上市了氮化硼基负极。根据员工数量和专利数量，该公司很可能会试图确定如何安排他们的资本，以获得最佳的发展回报。NexTech电池硫正极/锂金属负极153400万较低的员工数量和专利数量表明开发依然在早期阶段，但最近的UN38.3认

48、证是显著的软包电池开发的证据。Nextech很可能是在送样阶段，但它们的低专利数量可能无法提供足够的护城河。硫正极/三维碳负极1752720万最近获得了能源部拨款，是Li-S领域具有巨大潜力的新参与者。尽管他们最近获得了大量的政府资金，但他们的员工和专利数量表明其发展还处于早期阶段。64技术|锂硫电池电池技术产业：电芯材料发展动态Volta Foundation65钠离子电池技术的关键参与者1首次报道了钠的层状正极材料。1970年年2011年年Faradion公司的成立旨在将钠离子电池推向市场。中科海纳是中国第一家钠离子电池公司。2017年年中科海钠电池获得A轮融资1亿元

49、人民币，设立首条量产钠离子电池生产线。2022年年3月月CATL显示，钠离子电池的能量密度为160 Wh/kg。2021年年7月月20232021Natron能源公司和Arxada公司开始大规模生产用于钠离子电池的普鲁士蓝电池材料。据传，BYD公司计划生产用于电动汽车的钠离子电池。中科海钠离和中国科学院物理研究所开发了第一个1 MWh的钠离子电池。三峡公司与中科海钠在阜阳的1 GWh电池厂进行了合作。佳纳能源公司筹集了数百万美元来建设试点工厂。2023年年1月月2022年年10月月2022年年12月月2022年年11月月2021年年6月月2022技术|钠离子电池产业：电芯材料发展动态技术发展史

50、Volta Foundation66正极集流体正极活性材料隔膜负极活性材料负极集流体LIB液态电解质电池液态电解质电池正极活性物质/固态电解质复合材料固体电解质锂金属负极LIB固态电解质电池固态电解质电池Current collectorCurrent collector负极活性材料负极电解质层固态电解质隔膜正极电解质层正极锂金属硅石墨钛酸锂氧化物硫化物聚合物液体氧化物硫化物聚合物氧化物硫化物聚合物液体磷酸铁锂三元材料硫化物高压正极材料，例如LMNO离子电导率作为正极电解质层的适用性作为隔膜的适用性高电位兼容性（4.2V）长期运行稳定性锂金属兼容性氧化物电解质氧化物电解质硫化物电解质硫化物电解

51、质聚合物电解质聚合物电解质电池结构资料来源：Fraunhofer ISI2035+固态电池路线图负极集流体正极集流体离子电导率作为正极电解质层的适用性作为隔膜的适用性高电位兼容性（4.2V）长期运行稳定性锂金属兼容性离子电导率作为正极电解质层的适用性作为隔膜的适用性高电位兼容性（4.2V）长期运行稳定性锂金属兼容性技术|固态电池产业：电芯材料发展动态固态电池的一般结构包括固体电解质隔膜、负极电解质复合层、正极电解质复合层以及负极和正极活性材料。这些关键材料中的每一个都有不同的选择，从而开启了各种可能的组合。Volta Foundation东风日产在日本推出了全固态电池的OEM设备卫蓝在中国淄博

52、启动了一个100 GWh固态锂电池项目，预计年产能为20 GWhLi Metal和Blue Solutions之间签订联合开发和商业化协议，以推进固态电池由越南OEM VinFast牵头，StoreDot完成了8000万美元的D轮融资67Q1丰田宣布，其首款固态电池汽车将于2025年在混合动力汽车（HEV）中率先上市Fluence与QuantumScape达成协议，在固定存储应用中引入基于氧化物的固态技术Factorial筹集了2亿美元，作为梅赛德斯-奔驰（Mercedes-Benz）和Stellantis领导的D轮融资的一部分QuantumScape扩展到亚太地区，在日本设立了新的研发中心辉

53、能与梅赛德斯-奔驰达成技术合作协议SES在韩国建立了一个预生产设施，以加快与通用、现代和本田的样本联合开发辉能宣布全球首款Gogoro可更换电池的滑板车原型三星SDI开始在韩国建设固态电池制造试验线本田与SES签署了锂金属电池领域的联合开发协议Q2新成立的瑞士清洁电池股份公司在瑞士建立了第一家纯固态电池的超级工厂2022重要事件技术|固态电池产业：电芯材料发展动态Volta FoundationFactorial在韩国开设了新的固态电池工厂Svolt在德国为欧洲市场建立电池工厂索尔维在法国启动了最先进的固态电池创新试验装置68蜂巢成功开发了使用硫化物基电解质的20 Ah固态电池卫蓝完成了蔚来的

54、150千瓦时电池组的首个半固态电池StoreDot实现了30 Ah硅负极电池1000次循环的重要里程碑，并开始向OEM合作伙伴发货POSCO JK Solid Solution开设了固体电解质工厂，初期产量为每年24吨辉能和Automotive Cells公司之间的谅解备忘录，包括合作开发固态电池Polestar投资StoreDot公司辉能宣布2023年起，将批量生产自动化SSBSolid Power宣布安装电动汽车固态电池试点线路。Q3Q4国轩开始大规模生产半固态电池SES分享50 Ah和100 Ah锂金属电池性能指标QuantumScape向电动汽车制造商运送第一批能量型24层固态电池20

55、22重要事件vinfast和辉能合作并投资固态电池开发技术|固态电池产业：电芯材料发展动态Volta Foundation公司公司技术技术总资金总资金,系列系列合作商合作商/投资商投资商锂/石墨,聚合物$65M,D轮锂/石墨/Si,氧化物$426M,E轮锂/Si,硫化物$186M,二级市场Si,氧化物$43.8M,二级市场无负级,无机陶瓷,凝胶正极电解液$1.2B,二级市场锂,基于PEO聚合物$302.7M,D轮纳米硅,半固态$269M,D轮锂,半固态$600.1M,二级市场半固态$240M,D轮硫化物(+凝胶)$2.9B,B轮锂,无机陶瓷+聚合物$70M,私募69半固态全固态技术|固态电池主

56、要参与方产业：电芯材料发展动态Volta Foundation70不足之处包括：在锂与硅反应时巨大的体积变化(300-400%)，会导致SEI膜的不可控过量生长；同时也会使得硅本体发生碎裂。因此，目前硅在负极里面的添加量只有有限的3-8%。接下来，我们将介绍下目前已公开信息的硅负极初创公司。硅基材料能够大幅改善电池的能量密度，是因为1个硅原子可以吸引4个锂原子，而在现在的石墨负极中，6个碳原子只能吸引1个锂原子。硅负极有高达3600 mAh/g的理论容量。相比较，石墨则只有 372 mAh/g。硅负极概述Source:https:/ Foundation71硅负极初创公司正在持续发展并与工业界

57、伙伴不断增加联系公司公司SilaNanoEnevateEnovixAmpriusGroup14NexeonOneDStoredotAdvanoLeydenjar总部地址总部地址/成立时间成立时间美国加州2011美国加州2005美国加州2007美国加州2008美国华盛顿州2015美国加州2017英国2006美国加州2013以色列2012美国路易斯安那州2016荷兰2016员工数员工数*32771231193058融资规模融资规模/估值估值$933M/3.3B$202M/501M$414M/1.1B$622M/939M$435M/3B$34M/74M$262M/352M$48

58、.4/325M$269M/1.27B$40/Unknown$29M/Unknown投资阶段投资阶段F轮E轮已上市已上市C轮B轮D轮C轮D轮A轮A轮硅含量硅含量50%70-100%100%100%50%80%5-75%100%技术路线技术路线包裹有坚硬碳壳的含硅多孔颗粒包裹有SiC/C壳的微米级硅颗粒带金属-半导体涂层的硅颗粒，3D 电芯制造技术带有硅氧化层的硅纳米线硅被渗入到多孔碳中包裹有碳壳和金属涂层的纳米硅和氧化亚硅颗粒包裹在SiC壳和硅氧化物中的纳米硅颗粒通过铜催化剂在石墨表面生长纳米硅线固定在导电支架结构里的有金属涂层的纳米硅用硅碎渣为原料，功能化表面的纳米硅通过PECVD在铜基体上生

59、长的多孔硅性能表现性能表现800 Wh/L350 Wh/kg,5分钟充电至75%900 Wh/L297 Wh/kg435 Wh/kg,1200 Wh/L,1000 圈/305 Wh/kg640 Wh/L400-450mAh/g/5分钟极速充电350 Wh/kg 90美金/kWh450 Wh/kg1350 Wh/L目标应用目标应用电动车，消费电子电动车，消费电子消费电子国防，飞行器消费电子飞行器电动车，消费电子电动车电动车电动车，消费电子，储能国防，飞行器投资合作伙伴投资合作伙伴Mercedes,Whoop,CATL,TDK,SamsungRNM Alliance;LGES,SamsungInt

60、el,QualcommAirbus,US ArmyATL(TDK),BASF,Showa Denko,SKApplied Materials,LiliumWACKER,SK ChemicalsGM Ventures,Volta Energy TechnologiesBP,EVE,Daimler,Vinfast,Samsung,TDKMitsui KinzokuEIBSource:Pitchbook&Intercalation Station Silicon Series(1,2,3,4)技术|硅负极初创公司全面比较产业：电芯材料发展动态Volta Foundation72赞助内容Volta F

61、oundation年度事件业界企业及动态电芯材料发展动态技术应用成本投资供应链安全/法规生产制造回收73产业产业|概览概览产业：目录Volta Foundation电动车电动车|电动车市场份额电动车市场份额74纯电动车在2020年至2021年的市场份额大致翻了一番Source:IEA Global EV Outlook 2022,Visual Capitalist,EPA Automotive Trends Report 2022欧洲和中国的电动车（包括电池电动车和插电式混合动力车）的普及率最高。在此期间，电动车的市场份额在中国增加了两倍，在美国增加了一倍。特斯拉在美国的这一领域继续保持对其他

62、主机厂的健康领先。虽然随着新进入者的到来，特斯拉的市场份额一直在下降，但随着整个市场的增长，销售量预计将继续增加。*U.S.production产业：技术应用Volta Foundation传统的汽车制造商正在扩大他们的纯电动车阵容，有若干计划到2030-35年只提供BEVs。75电动车电动车|纯电动车的消费者选项纯电动车的消费者选项然而有几款车型仍然是针对奢侈品市场的。因此,电池组尺寸正在稳步增加 主机厂将电气化工作集中在大型和昂贵的SUV、卡车和跨界车上 除中国外，电动车价格仍高于平均车价随着传统制造商宣布雄心勃勃的计划并开始规模生产，BEV阵容不断扩大Source:Visual Capi

63、talist,IEA Global EV Outlook 2022产业：技术应用Volta Foundation密歇根大学和福特公司的研究人员研究了皮卡在电气化中的作用。电气化的好处取决于一个特定地理位置的电网电力的碳强度。根据这项研究的假设，平均而言，纯电皮卡在25000英里之前就能达到与内燃机皮卡的CO2平价，在40000英里之前就能达到与混动皮卡的平价。尽管如此，在纯电皮卡行驶10万英里时，预计50%的CO2将完全来自电池制造。在短期内，在电网碳强度高的地区，混动车可能会更快地实现二氧化碳平价。762022年发布了几款电动皮卡，预计2023年还会有更多推出。但更大的车辆需要更大的电池组，

64、延长了碳排放跨界车的时间电动车电动车|皮卡皮卡内燃机和纯电皮卡的终生二氧化碳排放量。纯电车显示在25000英里之前达到CO2平价。每种车辆类别和动力系统组合的终身“从摇篮到坟墓”的温室气体排放（基本型和高级型），单位为g CO2e/mile，平均温室气体排放占内燃机皮卡排放的百分比。Source:Woody et al.,Burton et al.产业：技术应用Volta FoundationExawatt和Minviro发表了一份白皮书，详细介绍了对小型电池组的需求，作为解决材料供应紧张的方案，并最终实现可持续的电池行业。电动汽车中较小的电池组可以最大限度地减少主机厂的成本、原材料的使用和排

65、放，同时满足消费者的大部分要求。英国99%的汽车行程都在100英里以下，80%的行程都在10英里以下。举例来说，从60千瓦时的电池组转向30千瓦时的电池组可以节省高达9000美元的成本和3500公斤的二氧化碳排放。77电动车电动车|电池能量大小对锂供应和碳排放的影响电池能量大小对锂供应和碳排放的影响Source:Edward Rackley,Aaron Wade,Elijah Santos,Catherine Kohler,Jordan Lindsay,Robert Pell.Size Matters,The Economic and Environmental Impact of Small

66、er EV Batteries.较小的电池组将主机厂的成本、原材料的使用和二氧化碳的排放降到最低。Lithium supply will only be 65%of total demand in 2030.产业：技术应用Volta Foundation78电芯设计的选择很大程度是由应用需求和化学成分驱动电动车电动车|电芯形状因子的选择：现状电芯形状因子的选择：现状电芯形状因子之间的重大权衡发生在体积能量密度、包装效率和安全性（热失控传播阻力）之间。第一代电动车主要由圆柱形和软包电芯组成，因为它们有现成的工厂模具，所以在成本和可制造性方面有优势。Source:Public announceme

67、nts,J.P.Morgan产业：技术应用Volta Foundation79主机厂和初创公司开始在合资企业和公告中对外形尺寸进行长期押注电动车电动车|电芯形状因子的选择：新兴的电芯合作伙伴电芯形状因子的选择：新兴的电芯合作伙伴大多数主机厂在未来的汽车平台上聚焦方形或圆柱形。通用/本田以设计的灵活性为由，对基于软包电芯的奥特能平台进行了投资。大型主机厂宣布自有电池制造厂，以便长期控制。Sources:Electrek,VW 1,VW 2,GM 1,GM 2,CATL 1,CATL 2,CATL 3,Ford,NIO,Panasonic,Forbes,Reuters产业：技术应用Volta Fo

68、undationBYD BladeCATL CTP 3.0 QilinTesla 4680整包能量密度整包能量密度Wh/kg(电芯形状电芯形状)150(Blade LFP)160(Prismatic LFP)255(Prismatic NCM)244(cell level,4680 cyl.,NMC811)151(pack)体积装配效率体积装配效率60%72%63%66%(grav.)汽车里程汽车里程mi375*641*280快充快充30-80%in 30 min4C 10-80%in 10 min0-80%in 32 min成本成本$/kWh90N/AN/A车型或品牌车型或品牌BYD Tan

69、gZeekr,VinFastTesla Model Y80整包设计在不断发展，向整体设计发展，旨在消除自重，实现更高的包装效率和降低成本。电动车电动车|电芯到电池包整合电芯到电池包整合*里程基于比亚迪唐纯电动*基于2023年Zeekr 001的CLTC循环，配备了140千瓦时的电池组不同材料和工艺对二氧化碳排放的贡献挑战挑战但是，在CTP实现所声称的成本降低之前，仍然存在诸如安全和热扩散等工程挑战。安全方面的挑战仍然存在，最近比亚迪刀片电池的召回事件就说明了这一点。优势优势取消了模块装配，减少了组件的数量和电池的装配成本，并提高了包装效率。CTP概念通常采用较大的电池外形，从而减少电池数量。这

70、些优势预计也会降低碳强度（千克-二氧化碳/千瓦时）。产业：技术应用Volta FoundationSource:MunroLive13 cells(355 g each)supported by a single adhesive bond point81电动车电动车|特斯拉特斯拉4680电池结构电池结构概览概览电池组与4680个圆柱形电池的整合，在2022年的Y型车中首先推出。电池组（67.5千瓦时，445公斤）作为车辆的地板和跨车支撑，同时满足安全和噪音、振动和粗糙度标准。电池被组装成4组六边形包装的特斯拉4680电池，所有这些电池都是通过用高硬度的聚氨酯泡沫填充电池组的间隙空间而形成的单

71、一结构，这些泡沫也直接粘附在电池组盖上。优点优点提高了轴向的刚度和振动吸收，特别是当单元与单元之间的缝隙被聚氨酯泡沫填充时。蜂窝状布局是圆柱形单元的独特优势，无法转化为软包或方形单元。使得组装变得容易，并减少了零件的复杂性。最终装配更坚固，更不容易出现质量故障。缺点缺点该结构包无法被维修。产业：技术应用Volta FoundationONE GeminiAnode-free LMO+LFP310 Wh/kg,420-475 Wh/LLFP用于牵引力和循环寿命，LMO用于增程器（高能量密度，低循环寿命）。宁德时代 Li+NaLi+Na+200 Wh/kg(目标)降低成本，提高CTP架构的安全性钠

72、离子可降低成本和提升安全性，LFP可提高功率能力。蔚来汽车NCM+LFP142 Wh/kg提高LFP在低温下的性能LFP负责成本，NCM负责低温性能和优化SoC估算。82混合化学组合弥补了性能、成本和寿命方面的不足之处电动车电动车|混合化学结构混合化学结构混合化学电池组通过使用低成本的阴极材料显示出降低成本的希望，但在电气结构和BMS设计中引入了额外的复杂性。与过去研究的能量驱动的混合电池组类似，化学混合电池组可能只是一个临时的解决方案，在实际应用中测试较新的化学成分，但在这些化学成分被大规模部署之前是利基应用。化学能量密度目的配合产业：技术应用Volta Foundation83商用车公告放

73、缓，但多个产品进入多个市场生产阶段电动车电动车|商用车和最后一英里方案商用车和最后一英里方案 2021/22年度产品发布的数量减少，因为大多数制造商专注于执行之前宣布的车辆。中型和重型车辆的续航能力大多低于250英里。在所有车辆领域，电池电动车比燃料电池电动车更突出。中型车和校车是北美最常见的细分市场，而路线巴士是中国和印度的重点。Source:IEA Global EV Outlook 2022产业：技术应用Volta Foundation 制造商正在接近所有重型车辆级别（5-8）。一些产品正在进入生产和交付阶段。然而，由于特斯拉在2022年第四季度首次交付半卡车，第8类吸引了最多的关注。市

74、场上不同产品的续航能力在125至500英里之间，由400至1000千瓦时的大电池实现。每家汽车制造商提供的每辆车实现的续航能力取决于电池尺寸和能源效率。该领域的渗透率预计将在这十年中缓慢增长。84电动车电动车|商用车（半挂卡车）商用车（半挂卡车）第第8类卡车制造商类卡车制造商车型车型电池供应商电池供应商电池能量密度电池能量密度kWh里程里程mi*效率效率mi/kWh最大充电功率最大充电功率kW最大扭矩最大扭矩lb-ft整备质量整备质量(lbs)声称充电时间声称充电时间是否可用是否可用BYD 8TTBYD4091250.31851770105,0000-100%/2.5 hrIn operati

75、oneCascadiaCATL4382300.522702300082,0000-80%/1.5 hr2021T680EFormerly Romeo Power(Current N/A)3961500.38120162382,0000-100%/3.3 hr2022eActrosCATL4482500.56160N/A88,20020-80%/1.5 hr2024Tre BEVFormerly ProterraCurrent Nikola/Romeo7333300.451702802782,0000-80%/2.2 hr2022579EVFormerly Romeo Power(Current

76、 N/A)3961500.38150N/A82,0000-100%/3 hr2022SemiTesla.5-0.59N/AN/A81,0000-70%/0.5 hr2022VNR ElectricVolvo5652750.492504,05154,0000-80%/1.5 hr2022*里程基于各制造商公布重型车领域的电气化是雄心勃勃的，产品显示出逐步增长的前景。产业：技术应用Volta Foundation85电动车电动车|充电基础设施充电基础设施公共充电点数量公共充电点数量单个充电点的电动车主数量单个充电点的电动车主数量2021年，全球公共充电点的数量增长了37%（

77、2015-2021年的年复合增长率为46%）。现在总数已超过175万。然而，还需要更多的充电点。充电网络的缓慢推出是广泛采用电动车的一个主要障碍。缺少充电桩并不是唯一的问题。截至2021年，70%的公共充电点是慢速充电器。扩大快速充电器部署的主要障碍是高 硬件/安装/许可成本高，正常运行时间短，以及不可预测的利用率。到2030年，全球充电点的数量需要增加到1300-1500万个，而快速充电器的比例需要接近40%。重点趋势重点趋势Source:Axios,BloombergNEF,International Energy Agency,World Economic Forum,随着政府、公用事业

78、部门、石油和天然气公司以及纯粹的公司都在进行可观的投资，公共充电网络正在迅速发展。然而，要使电动汽车得到更广泛的采用，还需要更快的增长。产业：技术应用Volta Foundation86电动车电动车|充电基础设施充电基础设施2022年，风投和私募对电动汽车充电硬件和软件初创企业的投资超过32.5亿美元。目前，对电动汽车充电初创企业的风投和私募累计投资超过82.5亿美元。2021年，全球电动汽车充电基础设施的资本支出超过100亿美元。到2021年底，该行业的累计投资超过500亿美元。根据国际能源署的数据，到2030年，全球（公共和私人）电动汽车充电基础设施的年度资本支出将需要达到1400-190

79、0亿美元，以支持电动汽车的预测采用。重点趋势重点趋势每年充电风投和私募每年充电风投和私募每年电动车充电资本支出每年电动车充电资本支出Source:BloombergNEF,International Energy Agency,The Westly Group.对电动车充电硬件和软件初创公司的私人投资正在蓬勃发展，2030年对电动车充电基础设施的年度投资可能达到1400-1900亿美元。Note(*)Data through October.2022产业：技术应用Volta Foundation电力升级电力升级。快速和超快速充电器需要大量的电力，通常需要昂贵的电网升级。根据麦肯锡的报告，例如，

80、四个150千瓦的充电器所需的电网升级费用可能超过15万美元。像Electric Era、FreeWire、Jolt等硬件初创公司正在将电池存储集成到他们的充电器中，以减轻对电网升级的需求。低正常运行时间。低正常运行时间。许多公共电动车充电网络的正常运行时间很低，原因包括建造质量差、天气、连接性和用户错误。ChargerHelp等公司正在帮助充电网络更好地跟踪和补救离线的充电站。87电动车电动车|充电基础设施技术充电基础设施技术电动车充电痛点和解决方案电动车充电痛点和解决方案解决常见电动车充电痛点的著名公司解决常见电动车充电痛点的著名公司初创企业正在开拓下一代电动车充电，为快速充电、车辆到一切（

81、V2X）、避免电力升级、充电管理等开发新的解决方案。产业：技术应用Volta Foundation车辆到电网（V2G）和车辆到家庭（V2H）几乎已经准备就绪。电动汽车的采用正在加速，汽车制造商正在推出具有V2G功能的电动汽车，而对电网服务的需求也在增长。88电动车电动车|车辆到一切（车辆到一切（V2X）双向充电使电动汽车-从乘用车和卡车到公共汽车和拖拉机-能够为设备、建筑物和电网供电。鉴于大部分的电池存储在电动车中，并将继续如此，整合电动车和电网将是关键。过去的不利因素过去的不利因素。V2X活动一直是有限的，因为大多数电动车制造商担心双向充电会影响电动车电池的寿命，并没有实现V2X功能。此外，

82、双向充电很昂贵，而且缺乏标准化。最近的风向。最近的风向。由于电池管理系统解决方案的改进，日产、福特和Lucid等汽车制造商已经在销售具有V2X功能的车辆。同时，通用汽车、现代-起亚、沃尔沃、大众和其他公司已宣布计划这样做。值得注意的是，福特的F-150 闪电 的电池容量与7个特斯拉Powerwall相同（理论上足以为一个美国家庭提供3天的电力）。为何为何V2X有趣有趣最近有最近有V2X试点项目的著名公司试点项目的著名公司拥有拥有V2X硬件硬件/软件解决方案的著名公司软件解决方案的著名公司产业：技术应用Volta FoundationState of Charge Displayed on Ve

83、hicle(%)电动车电动车|汽车充电公司汽车充电公司89充电体验取决于充电功率、电池尺寸和车辆效率。Source:P3 Group;1 Porsche Taycan GTS Sport Turismo model under review,named in the graphic as Porsche Taycan GTS 2 ID.3 measured with ID.Software 2.3 起亚EV6和保时捷Taycan在前10分钟内增加的里程数最多，这是因为800V架构带来的更高的充电功率。EV6的电池组能量比这个名单上的大多数汽车低，但在20分钟内增加的里程数最高。77.4107.

84、8Recharged Range(km)111.583.9509558828293.4Pack kWh产业：技术应用Volta Foundation90电动飞行器电动飞行器|2022年度事件年度事件Q3Q1欧洲航空安全局发布符合特殊条件VTOL的拟议手段Archer公布了名为 午夜 的生产型飞机。Wisk and Boeing发布无人城市空中机动性的运营概念Cuberg发布5.1Ah电池的外部性能验证数据Lilium and SAUDIA宣布签署谅解备忘录，在中东和北非地区购买和运营100架飞机Kittyhawk 决定停业Q2Q4United又向电动飞行出租车市场投资1500万美元与Eve合作

85、Lilium 公司筹集了1.19亿美元的资本，为继续开发电动飞机提供资金。Eve Holding,Inc.开始在纽约证券交易所以EVEX的名义进行交易Textron 宣布收购Pipistrel以开发可持续飞机Air New Zealand宣布与Beta Technologies、CranfieldAerospace、Eviation和VoltAero建立伙伴关系欧洲安全局发布Vertiports的原型设计规范FAA发布Vertiport设计标准以支持先进的空中飞机的安全集成FAA改变了认证EVTOL的方法，从飞机（21.17a）改为动力升降（21.17b）。FAA 发布Joby JAS4-1和

86、Archer M001的适航标准。产业：技术应用Volta Foundation探索城市空中机动性和电气化航空市场的初创公司数量正在迅速增长。在2022年第一季度，VFS eVTOL目录达到600架概念飞机。到2022年第三季度，VFS目录中已经有超过700架概念飞机被编入。虽然EVTOL获得了最多的关注，但一些概念也在探索短距离起飞和常规起飞。在2021/22年，超过10架原型机进行了试飞，其中3架飞机（KittyHawk、Beta、Joby）完成了100多英里。飞机认证正在启动，联邦航空局公布了Joby JAS4-1和Archer M001在动力升降机类别的第一个适航标准。鉴于飞机开发的资

87、本密集型特点，特别是在城市环境中，目前还不清楚有多少公司能真正达到认证。电动飞行器电动飞行器|概览概览91在技术进步、资金增加和监管清晰度提高的刺激下，各项工作迅速展开。Source:eVTOL Aircraft Directory产业：技术应用Volta Foundation92电动飞行器电动飞行器|城市飞行器的电动垂直起降城市飞行器的电动垂直起降JobyArcherThe ePlane Company飞行器（推进类型）6th Gen(L+C/VT)Lilium Jet(VT)VX4(L+C/VT)JAS4-1(VT)Midnight(L+C/VT)-(L+C)Heaviside(VT)Al

88、ia(L+C)VoloCity(Multicopter)EVEE200(L+C/VT)起飞重量kg载量重量kg乘客数量-43175-6+1 pilot-4504+1 pilot21803624+1 pilot29504554+1 pilot-5402-13175-2+1 pilot9002001+1 pilot1000-4-6-2002+1 pilot里程mi9006024电池容量kWh能量密度 Wh/kg-*211 kWh*220 Wh/kg-*200 kWh*245 Wh/kg142 kWh*170 Wh/kg-*210 Wh/kg-*240 W

89、h/kg-合作伙伴Boeing,formerly KittyhawkSaudia,Netjets,IonbloxAmerican Airlines,AirAsia,MolicelToyota,Delta AirlinesUnited Airlines,MolicelHyundai,EP SystemsBoeing,WiskUPS,Air New ZealandMercedes,HoneywellEmbraer,United Airlines-认证/产品推出202820252025202420242028Wound down in 09/20222025202420262024正在尝试广泛的飞机

90、概念，大多数的目标是在2025年左右推出，尽管由于资本密集型的路径来实现作为动力升降飞机的认证，预计会有整合。Source:*Estimates from Sripad et al.,eVTOL Aircraft Directory,AAM Reality Index,Company websites产业：技术应用Volta Foundation93传统和短距起降的电动飞行器不像垂直起降那样需要动力，更适合于区域空中机动性，采用混合动力系统和电动系统电动飞行器电动飞行器|电动常规起降和电动短途起电动常规起降和电动短途起Jetson飞行器One(Multicopter EVTOL)CityAir

91、bus(EVTOL)-(ESTOL)HyFlyer II(ECTOL)Alice(ESTOL)-(Hybrid)Velis Electro(ECTOL)Alpha Electro(ECTOL)X-57 MaxwellMod IV(ECTOL)起飞重量kg载量重量kg乘客数量504+1 pilot-11349+2 pilots-9--5+1 pilot-306001721+1 pilot5501821+1 pilot3000-2 pilots里程mi881208698100电池容量kWh能量密度 Wh/kg-110 kWh-Hyd

92、rogen Electric-24.8 kWh21 kWh47 kWh120 Wh/kg合作伙伴-Welojets,Lockheed MartinUnited AirlinesMagniX,Air New ZealandUnited AirlinesTextronTextron-认证/产品推出-28EASA Type CertifiedEASA Type CertifiedExperimental platformSource:eVTOL Aircraft Directory,Company websites产业：技术应用Volta Foundation产品（电芯

93、产品（电芯/模组）模组）化学化学目标比能量目标比能量Wh/kg比功率比功率飞行制造商伙飞行制造商伙伴伴C(pouch)Li metal3802 kW/kg-C(pouch)Si nanowire Wh/L10C-Ionblox(fka Zenlabs)C(pouch)811 NCM,90%SiOx300 Wh/kg(340 at C/3)3 kW/kgLiliumC(cyl.)NMC/A,Gr230 Wh/kg-ArcherModule-205-NASA,Supernal,PlanaModule(Husky2P50)Molicel cells2157C(6 min),1.

94、56 kW/kgDovetailElectroflightModule(cyl.cells)-196-Rolls Royce,Heart,CubergModule(cyl.cells)-200-Piper,Pratt&Whitney,BRM AeroTrue Blue PowerModule(TB60,24P8S)LFP(A123)66-Conventional aircrafts94航空专用电池离规模生产还有一段时间。利用现有技术的飞机有可能在认证和先发优势方面取得进展，同时只能支持短程飞机。对于航空业来说，电芯比能量不能全部用于任务。包装、安全、老化和储备能量的监管要求意味着只有26%的新

95、电芯比能量可用于飞行任务。电动飞行器电动飞行器|电芯和模组电芯和模组标准化的、经过安全认证的模块可以帮助加速集成到飞机上，但一些飞机设计者更喜欢内部开发，以提高集成效率。Source:Viswanathan et al.,Company websites产业：技术应用Volta Foundation电动飞行器电动飞行器|电池化学成分的选择电池化学成分的选择95目前的飞机依靠锂离子进行认证，但长距离和高有效载荷将需要其他化学材料。支线飞机的电气化需要高能量密度（500Wh/kg）和功率（3-10C）。虽然锂离子正在被用于UAM领域，但其他化学成分可能适合于远程区域飞机。熔盐和金属空气化学是潜在的

96、替代品，它们也提供更高的安全水平。铝铝-硫硫。Pang等人提出了一项关于铝-硫电池的研究，该电池可以在200摄氏度下运行（相当于335A/gS，并且有可能实现非常低的成本（约9美元/千瓦时）。采用熔盐电解质的铝-硫电池单元的预计能量密度与NMC622-Gr LIBs（526 Wh/L）相当，但该电池组可能不需要主动冷却系统。通过循环时产生的内部焦耳加热和适当的热绝缘，可以保持约90的温和的超环境工作温度。全固态可充电锌空气电池。全固态可充电锌空气电池。Shinde等人展示了全固态锌-空气软包电池，其电池级能量密度高达460-523 Wh/kg和1389-1609 Wh/L，在70%的放电深度下

97、寿命可达1100次。在大于60秒的时间段内，还展示了大于1千瓦/千克的功率能力。电池材料设计包括三维海绵磷化铜（CPS）、抗冻壳聚糖-生物纤维素超离子电解质和图案化的锌金属阳极。Source:Bills et al.,Pang et al.,Shinde et al.产业：技术应用Volta Foundation美国和中国仍然是最大的ESS市场。反通货膨胀法（IRA）和RePowerEU+等重大政策刺激ESS市场增长IRA推动了2022年至2030年111吉瓦时（30吉瓦）储能的发展，是2021年装机容量的15倍。电网规模的ESS安装在存储容量中占主导地位，表后市场稳步增长。基于锂离子（尤其是

98、LFP）的ESS可能在未来十年内占主导地位，因为价格具有竞争力，而新兴的非锂离子技术在公用事业市场的示范/商业化方面取得进展。96固定式储能固定式储能|电网存储市场趋势（锂离子）电网存储市场趋势（锂离子）Source:BloombergNEF(Oct 2022),Wood Mackenzie(July,2022)储能系统ESS安装量预计将增长15倍，到2030年达到1194GWh。产业：技术应用Volta Foundation97固定式储能固定式储能|家用储能电池系统（锂离子）家用储能电池系统（锂离子）市场市场主要州，国家主要州，国家主要玩家主要玩家USCA,PR,FL,HI,TX,MA,AZ

99、EUGermany,Italy,UKAPACAustralia,Japan市场增长市场增长。到2030年，全球住宅电池市场规模将增长280亿美元，由电网不可靠的地区和大量未开发的太阳能市场引领。使用案例。使用案例。备份是住宅ESS的主要使用案例。在一些市场上，公用事业账单的节省（随着加州NEM3的批准）和电网服务（即ERLP，ConnectedSolutions）可能是有吸引力的，但总体项目经济性通常低于非住宅部分。竞争。竞争。虽然特斯拉仍然是排名第一的家用电池品牌，但2022年标志着家用电池玩家的涌入，包括许多电池/逆变器/光伏模块/家用电器制造商。安全。安全。最近在德国发生的住宅电池火灾1

100、2和LG化学RESU的召回事件增加了人们对安全的关注。越来越多的制造商现在提供住宅电池，与屋顶太阳能配对。产业：技术应用Volta Foundation98固定式储能固定式储能|可选择的电池化学成分发展可选择的电池化学成分发展 预计更多的长期存储将使可变可再生能源的渗透水平更高。锂离子电池虽然在6-8小时范围内提供强大的峰值电力需求，但在提供可靠性事件和缺乏太阳能/风能覆盖时可能需要的多日存储方面，成本不具竞争力。公司技术持续时间(单次循环)2022 发展铁-空气电池100-150 小时 宣布与西弗吉尼亚州政府合作，在韦尔顿建立7.6亿美元的电池厂。获得4.5亿美元的E轮融资，由TPG Ris

101、eClimate领投。高温锑基液态金属电池4-24 小时 宣布与Xcel能源公司合作，在科罗拉多州奥罗拉市安装液体电池系统，以评估太阳能技术加速中心的性能。镍-氢电池8 小时 推出EnerVenue储能船（ESVs），具有可建造的灵活容量。低温储存/液体空气1 小时(尖峰需求)宣布计划为曼彻斯特工厂筹集4亿英镑，用液态空气储能为60万个家庭提供服务。电热200 小时 宣布西南研究所（SwRI）完成了首个PHES公用事业级ESS的组装和调试，作为ARPA-E拨款的一部分。到2025年，IDTechEx预测，非锂离子化学制品将占固定市场的10%以上，而2021年则为5%以下。产业：技术应用Volt

102、a Foundation年度事件业界企业及动态电池化学发展动态技术应用成本投资供应链安全/法规生产制造回收99产业产业|概览概览产业：目录Volta Foundation短期价格上涨。短期价格上涨。7月，BNEF预计2022年锂离子电池组体积加权价格上涨约2%。截至 12 月，2022 年的价格上涨了 7%（至151 美元/千瓦时），预计 2023 年将保持稳定。价格上涨因素价格上涨因素:供应紧张导致锂、钴、镍、电解液价格飙升；通货膨胀;地缘政治冲突；挥之不去的 Covid-19 供应链问题是价格上涨的主要驱动因素。长期价格下降。长期价格下降。稳定和/或较低的商品价格、新的电池化学（例如使用更

103、多镍和更少钴的化学物质，以及 LFP 的更多采用）以及规模经济应该会在 2024 年开始使平均电池组价格回落。价格差异价格差异 源于应用、地区和化学。源于应用、地区和化学。应用应用:乘用 BEV（138 美元/千瓦时）的价格低于固定存储（169 美元/千瓦时）和乘用 PHEV（345 美元/千瓦时）。地区地区:中国的价格最低（127 美元/千瓦时），其次是美国（157 美元/千瓦时）和欧洲（169 美元/千瓦时）。化学化学:LFP 电池比 NMC 电池便宜 20%。100成本成本|电池组电池组体积加权平均电池组价格，来自体积加权平均电池组价格，来自 BNEF*主要趋势主要趋势对电动汽车同等价格

104、的影响对电动汽车同等价格的影响.尽管一些汽车制造商已锁定长期供应合同，但BNEF 现在预计电池组价格将在 2026 年之前保持在 100 美元/千瓦时以上。这比最初预期晚了两年。虽然一些高端电动汽车的前期价格已经与汽油电动汽车相当，但中端市场电动汽车的普及需要大约 100 美元/千瓦时的电池价格点。根据 BNEF 2022 年度价格调查，体积加权平均电池组价格在 2022 年首次上涨 7%。2010-2022 年间，价格下跌了 88%。Source:BNEF,P3 Group.(*)Values are averages across passenger EVs,commercial EVs,

105、e-buses and stationary storage.Includes cell and pack.产业：成本Volta Foundation成本成本|原材料价格上涨原材料价格上涨101从历史上看，电池成本随着材料价格的下降而下降。今年，原材料价格的上涨将给新的市场进入者带来挑战。原材料价格在整个价值链中上涨，主要受正极活性材料、主要受正极活性材料、电解液和集电器价格强劲上涨的推动电解液和集电器价格强劲上涨的推动，导致电池成本截至 01/2022 增加 40%，截至 03/2022 增加 85%。当前的市场状况和危机导致原材料价格自 2022 年年中以来大幅波动NMC 材料材料在过去

106、1.5 年几乎翻了两倍几乎翻了两倍，这主要是由于Ni 和 Co 的价格上涨了约 2 倍，但尤其是由于 LiOH 价价格格与 2020/21 年相比上涨上涨了 4-8 倍LFP 变体受到变体受到 Li2CO3价格上涨的影响价格上涨的影响（比 2020/21 年上涨 6-10 倍）对锂价格的依赖使电解质成分成本翻倍对锂价格的依赖使电解质成分成本翻倍（导电盐 LiPF6）铝和铜价格上涨铝和铜价格上涨50%价格上涨给新的市场进入者带来了额外的挑战，价格上涨给新的市场进入者带来了额外的挑战，他们不能依赖之前建立的长期合同Source:All analysis by P3 group,Spot marke

107、t prices from LME and ICC Sino101原材料价格上涨对电池成本的影响 美元/千瓦时制造费用直接材料成本2021年1月稳定&长期合同的电池成本1)2022年1月稳定&长期合同的电池成本1)2021年3月稳定&长期合同的电池成本1)2022年7月稳定&长期合同的电池成本1)2022年11月稳定&长期合同的电池成本1)碳酸锂氧化氢锂镍钴铝铜产业：成本1)基于高镍 NMC 的电池成本参考。Volta Foundation年度事件业界企业及动态电池化学发展动态技术应用成本投资供应链安全/法规生产制造回收102产业产业|概览概览产业：目录Volta Foundation103中

108、国继续主导供应链，加拿大紧随其后供应链供应链|国家排名国家排名中国连续第三次在 BNEF 的全球锂离子电池供应链排名中占据主导地位，占据:75%所有电池制造产能90%负极材料和电解液生产产能60%全球电池级锂精炼产能加拿大今年凭借对上游清洁能源供应的投资和美国-墨西哥-加拿大协议(USMCA)的需求增加而升至第二位跟2021 年相比之下，大多数欧洲国家的整体表现有所下降。大多数资源丰富的国家由于缺乏国内电池制造能力和电动汽需求而排名较低。获得关键原材料和制造能力是影响 2022 BNEF 排名的关键因素。Source:Bloomberg,BNEF产业：供应链Volta Foundation供应

109、链供应链|矿物质矿物质|概述概述104锂、镍、钴、石墨和锰是电动汽电池中的五种主要矿物质。澳大利亚、印度尼西亚和刚果主共和国主导着采矿业，但中国主导着下游供应链。Source:Transport and Environment(via Visual Capitalist),International Energy Agency.Note:Li=lithium,Ni=nickel,Co=cobalt,Gr=graphite.全球电动汽电池供应链的地理分布来自国际能源署IEA2020 年电动汽电池中所用矿物质的分解图来自TNE供应链地理:中国是最大的锂、镍、钴和石墨加工国，也是电池组件和电芯的最大

110、 生产国，遥遥领先。该国还是最大的石墨生产国。欧洲和美国计划在电池制造领域发挥更大的作用，但 IEA 预计到 2030 年中国仍将占据主导地位。电池金属混合体:据总部位于英国的交通与环境部称，2020 年平均容 量为 60kWh(即与雪佛兰 Bolt 相同尺寸)的电动汽电池包含约 185 公斤的材料。按重量计，石墨、铝、镍和铜是最主要的材料。产业：供应链Volta Foundation供应链供应链|矿物质矿物质|锂锂105目前的锂市场高度集中:全球90%的锂产量来自3个国家:澳大利亚、智利、中国。Source:Visual Capitalist,ISS Insights高度集中的市场在发生不可

111、预的事件(例如智利地震)时会带来供应链险。未开发的锂储量存在于拉丁美洲(主要是智利、阿根廷、玻利维亚，它们构成了锂三)和北美(内华达州萨克帕斯;加利福尼亚州索尔顿海)，理论上足以满足未来的需求。然而，并非所有储量都会达到生产状态，尤其是为了满足近期激增的需求。如果没有足够的投资来扩大生产，世界最早可能在 2025 年面临锂短缺(IEA)。o2010 年至 2019 年间开始运营的锂矿平均需要 16.5 年的开发时间(12 年用于勘探和可行性评估，4-5年建设周期)(国际能源署)o从最近开发的低品位盐水中提取的锂，由于使用了更多的化学品而带来更高的运营成本和二氧化碳排放(BatteryBits)

112、产业：供应链Volta Foundation106从电动汽销售预测和电池组化学/尺寸变化预期可得出一致结论：未来十年电动汽电池的锂供应可能会保持紧张。供应链供应链|矿物质矿物质|锂和锂和钴钴Source:BloombergNEF,IEA来自 IEA的锂和钴市场平衡图(对比了矿场承诺年产量与两个主要需求场景的增长)锂价开始下跌到2022 年底，但由于市场吃紧，价格仍 比2021年12月的价格高出约3倍。彭博社预计，在短期内，“锂行业可能难以满足电动汽车不断增长的需求，除非在未来两年内迅速增加新项目。”标准普尔全球还预计2023 年市场将供应紧张。国际能源署指出，从长远来看，满足锂（和钴）需求的快

113、速增长可能需要“强劲的投资增长，以在未来十年带来新的供应来源”。然而，汽车制造商已经改用钴含量较低的电池，因此与锂供应相比，钴供应挑战是一个相对没有挑战性的问题。产业：供应链Volta Foundation供应链供应链|矿物质矿物质|锂锂107ESG(环境社会治理)是一种关键的险管理工具。随着采矿项目面临当地社区的强烈反对，ESG工具对于股东的重要性与日俱增。目前只有 42%的运营锂矿商采用 ESG 报告。Source:ESG Reporting by Benchmark Mineral Intelligence,ISS Insights产业：供应链锂矿业锂矿业ESG问题问题提锂方法主要有两种

114、o硬岩矿“锂辉石”（在澳大利亚很常见）o盐水蒸发（在拉丁美洲很常见）盐水蒸发是一个耗水量大的过程，锂储量通常位于干旱多发地区o提取 1 吨锂会消耗 2+百万升水，这会导致地下水枯竭、土壤污染和其他形式的环境退化o锂三角（智利、阿根廷、玻利维亚）拥有世界已知储量的 56%，并表现出中度至高度缺水当地社区反对全球的锂矿开采项目o塞尔维亚政府叫停 Jadar 锂项目o澳大利亚的新项目面临民事和法律审查o强烈反对内华达州 Thacker Pass 的开发Volta Foundation108供应链供应链|天然石墨天然石墨2021年天然鳞片石墨产量（吨）前10名生产商中国在天然片状石墨生产占据支配地位，

115、同时垄断用于锂电池负极的球状石墨的转化工艺。球状石墨的纯化过程需要高强度酸处理，因此要用到氢氟酸等有害物质。这些有害物质在欧盟等司法管辖区受到严格管制。Source:Hague Centre for Strategic Studies中国石墨供应处于支配地位中国石墨供应处于支配地位产业：供应链Volta Foundation石油焦（低端）109供应链供应链|人造石墨人造石墨针状焦（高端）原材料供应商原材料供应商锂电池电芯生产厂家锂电池电芯生产厂家人造石墨生产厂家人造石墨生产厂家人造石墨2022年市场容量:88.3亿美元Source:Leadleo:overview of Li-ion batt

116、eries anode in China 2022;Synthetic anode market size上游中游下游产业：供应链Volta Foundation供应链供应链|天然石墨与人造石墨生产工艺对比天然石墨与人造石墨生产工艺对比110天然石墨更便宜，生产过程的碳密集度比人造石墨约低55%。人造石墨的成本高于天然石墨源于其石墨化过程，利用高温去规整石墨晶体和去除杂质。天然天然人造人造价格区间($/kg)4-98.5-13全球暖化潜能值(kg CO2排放/kg 负极)7(中国均值）14(中国均值)24(内蒙古)Source:Noveau Monde,East Asia Qinghai Se

117、curities Co.,Ltd,Benchmark Minerals*不同区域具有不同能源结构，生产设施的选址对碳密集度有巨大影响*电价波动对制造费用有巨大影响产业：供应链Volta Foundation年度事件业界企业及动态电池化学发展动态技术应用成本投资供应链安全/法规生产制造回收111产业产业|概览概览产业：目录Volta Foundation回收回收|概览概览112不同回收技术驱动的保值循环产业：回收Source:DOE launches its first lithium-ion battery recycling R&D center:ReCell,Recycling lithi

118、um-ion batteries from electric vehicles火法冶金：基于热的提取和提纯过程，包括焙烧、熔炼、精炼等步骤。需要大量的能量，因为锂电池被加热到 1200C 到 1600C 之间，只有钴和镍等少数原材料可以回收利用。锂、铝和锰最终会留在炉渣中，无法回收，因此在经济上不可行。湿法冶金：该工艺用于从矿石中提取金属，通过在连续的水基步骤中以盐的形式回收和溶解金属来实现，包括浸出、纯化和通过选择性沉淀或电解沉积回收目标金属。这种方法在提取战略金属和稀有金属方面起着至关重要的作用。直接回收：直接回收首先在不分解活性材料的化学结构的情况下将电池切碎以分离电芯中的不同组分。由此

119、产生的材料(通常称为黑色物质)，是电池设计中回收、再生和再利用的理想选择。关键因素火法冶金是第一代回收技术，但需要大量的再加工（回收成活性材料前驱体），而湿法冶金和直接回收更有可能保持材料原有状态（结构、涂层、形态），但需要更多的技术投资。正极直接回收处于开发和商业化的早期阶段，但对制造商来说价值最高。考虑到关键技术、成本、材料回收和可持续性因素，大多数领先公司都选择湿法冶金工艺。Volta Foundation113锂供应链的不确定性加剧了回收和产出效率/二次利用之间的竞争。总体预测：到 2030 年，锂离子电池回收市场规模预计将达到$19.9B USD，复合年增长率预计为7.6%。回收回收

120、|市场前景市场前景在接下来的十年中，由于电动汽车生产需求增加了六倍，电池制造产生的废料将主导回收废料的供应。过去12个月持续的锂供应限制可能会增加工艺废料产量提高和二次使用的激励和竞争。由于其在废料金字塔中处于较低位置，回收将面临更多的供应限制。一些预测通过改进在线诊断功能进一步降低了工艺废旧材料的供应预期。然而，电池制造商尚未验证这些新工具的有效性。Source:BloombergNEF,Benchmark MineralsCharts from BloombergNEF产业：回收Volta Foundation回收回收|主要挑战主要挑战114电池产量的增加、法规的收紧、可持续性的要求和原材

121、料短缺推动了对回收的需求。然而，回收面临多方面的挑战。大量竞争者大量竞争者新进入者的窗口机会很小，欧盟已经宣布了 30 多个回收项目。电池制造商、汽车代工商和传统回收商都在寻求引领能源转型并获取利润。生命终结时的替代选项生命终结时的替代选项二次应用会延迟电池的回收时间。市场间不同危险废物法规可能会导致垃圾填埋处理电池废料，尤其是对于使用低价值材料的电池化学物质。精炼材料市场由少数参与者主导，通常是正极制造商或集成电池制造商，这赋予了他们很高的议价能力。精炼公司需要长期的承购协议来收回资本支出，从而赋予购买方更高的议价能力。供应方议价能力供应方议价能力目前最大量的原料来自电池制造商的电池废料，这

122、是一个高度集中的市场，具有很强的议价能力。电池制造集中在一些区域，并且通常与供应商位于同一地点以降低运输成本。这给了区域参与者很高的议价能力。高准入门槛高准入门槛当前的技术需要高运营支出和资本支出。在新市场中竞争需要形成规模经济。可能没有可持续性溢价。电池和正极制造商面临的规模扩大和可变废品率挑战带来的不确定性。回收技术以不同的成本回收不同的材料。购买方议价能力购买方议价能力产业：回收Volta Foundation回收回收|钴钴115来自中国、丹麦和挪威的团队分析了 20 年的历史钴使用情况和未来 30 年的各种未来情景，并得出结论。即使是技术最乐观的情景，如电池寿命长、回收率高和加速采用低

123、/无钴正极化学物质不足以防止中期（2028-2033 年）的钴供应短缺。作者敦促增加初级钴供应，以通过增加勘探、投资和技术开发来防止严重的瓶颈。按地区和应用划分的钴消耗量，以公吨为单位Source:Zeng,Chen,Rasmussen,Zhu,Lundhaug,Mller,Tan,Keiding,Liu,Dai,Wang,and Liu我们是否会不可避免地出现钴短缺？产业：回收在未来十年内在未来十年内，即使采用乐观的即使采用乐观的正极使用和回收条件正极使用和回收条件，我们也将我们也将面临钴短缺的困境面临钴短缺的困境，除非我们看除非我们看到供应链的快速扩张到供应链的快速扩张。Volta Fou

124、ndation回收回收|供应链复杂性供应链复杂性116回收复杂的供应链限制了各个领域的盈利能力，并可能导致电动汽车电池出口增加到不对危险废物进行监管的国家。国际废物处理立法的标准化、明确各国生产者的责任将有助于规范和激励主要利益相关者。消费者家庭合格的服务提供商电动车/动力电池供应商其它服务商政府电池回收商从电动车取出用过的电池将用过的电池运送给电动汽车/电池制造商为电动车车主提供退回电池信用额度将用过的电池运送给电池回收商支付费用给外部电池回收商通过合作进行拆解测试再制造废旧电池电池耗尽后购买改装后的 动力 电池用于家庭备用储能利用回收的原材料生产新的动力电池于基建中梯次利用向电动汽车/电池

125、制造商出售原材料制定和执行法规，同时为相关各方提供激励措施开始结束?从废旧电池中回收原材料结束开始?典型活动可选活动选项流转使用的动力电池（材料）?将使用过的电动车带到合格的服务提供商出售给电动汽车制造商或生产新的电动汽车购买用于电力传输、存储、充电等用途的梯次利用动力电池。于不同企业梯次利用电池耗尽后电池耗尽后购买题词利用的动力电池，用于建设充电站、为路灯供电、为偏远地区供电*Source:Financial viability of electric vehicle lithium-ion battery recycling,Graphic credits:Benchmark Minera

126、l Intelligence电池耗尽后先再生后回收电池/能源技术公司产业：回收Volta Foundation回收回收|再利用还是回收？再利用还是回收？117获取最大价值是生命末期的电池如何流动的关键决定因素，电池拥有者目前将电池卖给出价最高的投标人，这在再利用和回收之间形成了一场内在的拉锯战。再利用回收价值成本挑战成功因素翻新电池的价值*（Melin，二手电动汽车电池价格更新）高于回收的材料：问题/外观损坏最少的电芯，可以像新的电池组一样运行。电池的闭环回收和这些回收金属的使用可以支持降低电池生产所需材料的供应链风险，减少电池生命周期中的垃圾填埋和二氧化碳排放，并支持遵守“原产地规则”法律。

127、看看新的电池组定价已提高到平均$151/kWh，从而增加了在任何可能的情况下（例如储能系统的应用）再利用电池的需求，而不是选择新的电池包。回收成本亚洲10-14$/kWh(火法);8-10$/kWh(湿法)西方18-22$/kWh(火法);12-14$/kWh(湿法)具备战胜新电池的竞争能力，可靠和持续的原料供应采购以及细致的数据获取能力。规模化能力，处理多种化学品的能力，或具有适当规模的同质供应，高产能利用率，原料易获得。考虑到安全性、循环寿命、退化曲线和放电特性，并不是所有电池中的化学成分适合重复使用。收集和运输成本、回收率、回收材料的价值、回收过程中产生的废物可能会带来挑战。选择：再利用

128、/回收处理、运输生命末期电池；向拥有者付款再利用回收处理、运输生命末期电池；向拥有者付款电池翻新成本拆卸和回收电池的成本（专业工人且昂贵）翻新后的电池有什么价值？回收的材料有什么价值？117产业：回收Volta FoundationSource:Bird,Baum,Yu,and Ma;Baum,Bird,Yu,and Ma回收回收|学术研究和专利趋势学术研究和专利趋势118美国化学学会下属的化学文摘社的一个团队对电池回收文献进行了元分析。值得注意的是，电池回收专利数量超过出版物200%，相比之下，整个化学文献中的专利与出版的比例为1:2。对活性金属回收的关注主要集中在锂，其次是钴、镍、锰，最后

129、是铁。每年有超过30万吨的电池回收装机容量，未来还会有更多。在全球范围内已建成和规划建设的电池回收设施文献中关于电池回收出版物的数量增长率是以总体科学出版物增长率的8倍。电池回收在出版物数量和全球容量方面都在快速增长。产业：回收Volta Foundation电池回收电池回收|上下游合作上下游合作119近期上下游回收企业之间已宣布多项合作。技术合作2020年2月：建立回收集群的合作2020年3月：建立回收集群的意向书合资2020年6月：成立合资企业HydroVolt用于回收挪威的电动车电池意向合作2020年7月：共同合作研发以开发先进的回收方法2020年8月：成立合资公司Primobius并建

130、造实验工厂谅解备忘录2021年3月：在电池工厂附近建立回收工厂的谅解备忘录2021年4月：合作开发高效的欧洲锂电池回收产业链共同经营协议2021年7月：建造示范工厂的联合运营协议2021年10月：在电池回收以及原材料方面合作2021年12月：设立合资公司建立前驱体和正极材料生产和回收能力设立合资公司并将于2023年前在挪威建立工厂2022年2月：设立合资公司并将在英国建立工厂产业：回收Volta Foundation电池回收电池回收|早期孵化以及创业公司投资早期孵化以及创业公司投资120公司公司计划投资额计划投资额(百万美金百万美金)评论评论5000CATL与湖北宜化成立合资公司，回收用过的电

131、动汽车电池来提取钴和锂等化学品。到2025年，公司将开始建设一家回收工厂。50巴斯夫（BASF）将在德国施瓦茨黑德（Schwarzheide）建立具有商业化规模的电池黑粉回收工厂，能够实现年产15.000吨电动汽车电池及生产废料。525Umicore将建设一座价值5.25亿美元的电池回收设施，到2026年，该设施的规模将是其在欧洲现有设施规模的的15倍，能够处理15万吨/年的废旧电池材料。65(在欧洲)37(在美国)韩国电池回收公司Sungel Hitech将在匈牙利开设一家动力电池预处理厂，每年加工处理能力为50,000吨电池。匈牙利布达佩斯以外的10,000吨/年工厂位于三星SDI和SK

132、Innovation工厂附近。91.6 华友钴业与浦项制铁HY清洁金属成立合资企业（浦项制铁华友回收韩国有限公司），投资1200亿韩元建设电池回收设施。该项目计划于2022年下半年完成，每年将处理1.2万吨电池黑粉。121 浦项制铁（POSCO）和GS能源（GS Energy）将成立价值1.21亿美元的电池回收合资企业，专注于拆解废旧电池和提取锂、镍、钴和锰等矿物。17.73德国联邦经济事务和气候保护部（BMWK）正在为LiBinfinity项目提供1,666万欧元的资金，以实现电池材料的高效回收管理，同时，梅赛德斯电池回收项目将在德国库彭海姆与梅赛德斯一起启动。332世界最大的铅锌冶炼厂韩国

133、锌业以3.32亿美元收购了一家美国电子废弃物回收公司Igneo的多数股权。此次收购将扩大韩国锌业的铜冶炼能力，从目前的30,000吨/年供应给其全资铜箔生产子公司KZAM。宁德时代在具有规模的电池生产厂商和主要材料企业当中取得领先地位。产业：回收Volta Foundation121公司公司计划投资额计划投资额(百万美金百万美金)评论评论200总部位于加拿大的Li-Cycle公司已于2021通过SPAC的方式公开上市，该公司计划在2023年前通过中心辐射模式进行投资发展，并计划在欧洲扩张。它还获得了嘉能可2亿美元的投资。700电池回收商Redwood Materials筹集了更多资金，将扩大锂

134、、钴、镍和其他金属的回收。该公司正在扩大其回收流程，以增加将回收材料用于生产的份额占比，以实现其闭环目标。1000Ascend Elements为未来几个可能的阶段筹集了10亿美元，以在美国霍普金维尔建立一个可持续的锂离子电池材料设施。SK Ecoplant还向Ascend Elements投资了5000万美元。92.98+以及一笔未披露金额投资Lithion Recycling已从IMM的A系列投资中获得1.25亿加元（9298万美金）。通用汽车的合资企业也将投资一笔未披露的金额，Lithion Recycling计划在2023年启动商业化运营。2025年，Lithion将启动其首个用于提取

135、电池矿物的湿法冶金工厂。合资伙伴为1394万美元，挪威政府为450万美元Hydrovolt公司已开始在其挪威的电池回收工厂（10,900吨每年的产能）进行商业化运营，该厂是Hydro公司和Northvolt公司的合资企业。Hydrovolt的目标是到2025年将电池组的回收能力提高到63,500吨，到2030年提高到272,000吨。822022年10月，Cirba Solutions从美国能源部获得7500万美元的赠款，以提高LIB回收能力，并于2022年11月从美国能源部再次获得额外的700多万美元。专注于电池回收的初创企业借助先进的回收技术与电池工厂合作。电池回收电池回收|早期孵化以及创

136、业公司投资早期孵化以及创业公司投资产业：回收Volta Foundation电池回收电池回收|商业化计划商业化计划122干法或者干法或者干法干法+湿法湿法湿法或者机械法湿法或者机械法+湿法湿法日本1,000火法法国20,000火法德国3,000热+机械法+火法+湿法日本1,000热+机械法+湿法中国1,000机械法+火法+湿法比利时10,000 150,000火法+湿法德国7,000热+火法+湿法中国6,000热+机械法+湿法JX Nippon日本600热+机械法+湿法SungEel HiTech韩国8,000 160,000机械法+热解+湿法芬兰1,000机械法+未知工艺法国1,000机械法

137、(湿法粉碎)+未知工艺德国1,000热+机械法+未知工艺法国1,000机械法(惰性气体)公司名称公司名称国家国家当前容量当前容量公布的未来产能公布的未来产能（吨（吨/年）年）工艺工艺印度700 20,000机械法+湿法德国1,000 10,000机械法+湿法北美10,000机械法+湿法加拿大1,000机械法（水溶液法）+湿法美国NA 5,000机械法+湿法中国1,000机械法+湿法德国18,250湿法印度0.1(实验)湿法热解热解+物理插物理插接接+湿法湿法机械拆解机械拆解+未未知知/I注入气体注入气体/直接法直接法Source:NITI大多数现有的商业化技术以湿法/火法的单独或者组合使用。产

138、业：回收Volta Foundation电池回收电池回收|欧洲监管框架欧洲监管框架123Source:T&E analysis on European commission law现在：规则收集、处理和指示电池容量2027年1月1日：与每个电池连接的完整标签，带有产品信息、化学、有害物质、关键原材料和容量的二维码2030年1月1日：所需材料回收率可能达到钴（95%）、镍（95%）和锂（70%）、铜（95%）2030年1月1日：到2030年，回收效率可能需要达到65-70%2031年：所需的材料回收率可能达到Co（95%）、Ni（95%）和Li（80%）2027年1月1日：遵守碳足迹最大阈值和计

139、算方法2031年：电池里最低回收材料含量钴（16%）、锂（6%）、镍（6%）2027年1月1日：申报回收的锂、镍、钴、铅含量2035年1月1日：电池里最低回收材料含量（钴20%，铅85%，锂10%，镍12%）第47条建议延长电池生产者的责任第49条提出回收废旧电动汽车电池的规则2022 责任寻源碳足迹循环性数字报告2025 2024 2023 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2035 2030年1月1日：电池里最低回收材料含量（钴12%，铅85%，锂4%，镍4%）2026年1月1日：出台电池护照，包括碳足迹、责任寻源、电池成分、回收成分、健康状况、性能和耐久性202

140、6年1月1日：电池按照碳足迹性能进行等级分类2024年7月1日：电池碳足迹申报，包括第三方验证和公开披露的方案2024年到期：遵守供应链对社会和环境风险的尽职调查2023年：特定镉、铅含量的电池需要标记和单独收集2025年12月31日：65%的回收效率，材料，回收比例钴（90%），镍（90%）、锂（35%）、铜（90%）欧盟电池监管里程碑欧盟电池监管里程碑各国政府正致力于循环经济和电池回收管理，这也要求回收材料含量最低。产业：回收Volta Foundation年度事件业界企业及动态电池化学发展动态技术应用成本投资供应链安全/法规生产制造回收124产业产业|概览概览产业：目录Volta Fou

141、ndation尽管原材料价格上涨，全球电池产量较2021 的 492 GWh 增长了约 54%（据BNEF 统计）宁德时代&比亚迪以最高的市场份额增长，领跑整个行业每GWh 产能的利用率估计约为85%至2022年底，全球电池最大制造产能约为 985 GWh（8 月 22 日 BNEF 会议），全年交付量约为 757 GWh（据BNEF 统计）2022 年平均制造产能（按 2021 年末计算）：约 893 GWhFactory Database Link：为所有电池工厂创建 excel，作为公共资源1252022 年总结 电池产能持续增长，全球总产能近 1 TWh。生产制造生产制造|全球概览全球

142、概览Source:Forbes产业：生产制造Volta Foundation126由于在市场需求、原材料供应、工厂实施以及制造工艺方面存在不确定性，产能预测存在较高的变数。生产制造生产制造|全球概览全球概览公司公司2030 产能预测产能预测（GWh）Wood Mac5,500S&P Global5,900BNEF7,396McKinsey*5,625Roland Berger4,200Goldman7,800SNE8,247*假设 4500 GWh 产量，设备综合效率达到 80%Source:BNEF/Yahoo Finance“已公布”=不确定性产业：生产制造Volta Foundation

143、生产制造生产制造|区域概览区域概览127Source:Battery News Map“每个人都在关注这项法案每个人都在关注这项法案”Yet-Ming Chiang美国麻省理工学院材料系教授北美 通胀削减法案的宣布导致预期产能激增。产业：生产制造Volta Foundation生产制造生产制造|区域概览区域概览欧洲 由于近期能源成本飙升引发市场担忧，包括 Northvolt 和 Varta 在内的大型项目已经暂停或取消。128Source:Battery News Map,European Battery Alliance Joint Statement,“We need to give ou

144、r answer,our European IRA,”-European Commission President Ursula von der Leyen“我们需要采取相应对策，我们需要采取相应对策，出台欧洲版出台欧洲版通胀削减法通胀削减法案案”Ursula von der Leyen欧盟委员会主席产业：生产制造Volta Foundation生产制造生产制造|区域概览区域概览129Source:Battery News Map“在此期间，中国电动汽车基础在此期间，中国电动汽车基础设施的增长可能非常巨大，仍设施的增长可能非常巨大，仍将超过欧洲和美国。将超过欧洲和美国。”Ross Gregor

145、yNew Electric Partners 合伙人亚洲 预计中国将失去部分全球市场份额，但将持续提升全供应链产能。产业：生产制造Volta Foundation为电池超级工厂供应原材料的“材料超级工厂”需要提升材料供应能力才能满足需求。全球各国出台的各项激励政策推动动力电池全价值链发展，加速引导电动汽车关键环节本土化生产。电池材料行业被认为比电池制造业本身更具备可投资性，并能够更快地响应市场需求。设备固定资产的短缺将是影响生产启动时间的主要决定因素。130超级工厂供应商 上游制造业技术经济。生产制造生产制造|全球概览全球概览产业：生产制造Volta Foundation131电芯工厂正在成为

146、新工业园区和共同供应商网络的结晶点。生产制造生产制造|超级工厂超级工厂&工业园工业园电池制造电池制造现场供应商现场供应商壳体供应商壳体供应商:电动已经制造好的壳体在运输过程中包装效率低，通常在现场冲压/成型。电解液供应商：电解液供应商：配制好的电解液通常通过管道系统输送至电池工厂，以确保最佳电解液质量。供应商托管候选人供应商托管候选人国际供应商国际供应商原材料供应商：原材料供应商：电动原材料供应受到自然资源储量的限制。原材料供应依然是国际供应链中的重要部分。设备供应商：设备供应商：成本压力和供应限制使得设备供应维持在国际水平上。金属箔供应商金属箔供应商：金属箔主要来自亚洲，运输方便，但存在供应

147、链风险。近距离供应商近距离供应商正极活性材料（正极活性材料（CAM）供应商：）供应商：从电池重量构成上来看，正极活性材料占较大比例。大宗材料运输需要物流路线尽可能短。电池模组电池模组&电池包组装：电池包组装：动力电池有特殊的运输和包装规定，物流成本高于其它产品。规模较大的厂商会将电池模组和电池包的组装工厂设在电池工厂附近。回收商：回收商：电池生产过程中产生的废料可以闭环回收利用。回收商必须在以下两个方面具有优势：与重要的材料输入离得近，以及与主要客户离得近。电池工厂规模的扩大和供应限制加速了供应链的本地化布局。材料生产材料生产电池模组电池模组/电池包组装电池包组装产业：生产制造Volta Fo

148、undation132通过生产的工艺流程确定和量化挑战。生产制造生产制造|当前传统制造业面临的瓶颈与挑战当前传统制造业面临的瓶颈与挑战波士顿咨询集团（Boston Consulting Group）按照电池生产工艺流程并通过进行了技术经济分析，汇总了关键工艺步骤、生产成本和制造商面临的共同挑战以及“未来电池工厂”可能采用的技术解决方案的工厂图。产业：生产制造Volta Foundation大型锂离子电池制造业可能会受到低产量和低利润的经济压力，这是由于制造工艺严格的公差和大规模商品化生产所致普遍缺乏快速在线检测过程，某些工艺步骤甚至根本没有由于检测数据量大以及工艺迭代升级，因此反馈环形成速度很

149、慢，需要经历数年的产能爬坡期宁德时代等大型锂离子电池制造业电池行业的市场领导者在动力电池项目设计、工艺控制、反馈控制回路以及设施标准化设计方面做得较好，可以有效减少生产废料133废料处理仍然是大容量动力电池生产面临的主要挑战。生产制造生产制造|当前传统制造业面临的瓶颈与挑战当前传统制造业面临的瓶颈与挑战产线试运行产线试运行爬坡期（爬坡期（1-5 年）年）稳定状态稳定状态70%80%平均产量（20%废料）90%电极电极组装组装化成化成下线测试下线测试丢弃（报废率）5%5%9%1%累计电池成本60%93%96%99%Source:For Manufacturing Yield:NREL,ANL,D

150、OE,MIT&Carnegie Mellon,TU Braunschweig产业：生产制造Volta Foundation134安全、高性能动力电池生产的关键是保证生产过程中的技术清洁度。生产制造生产制造|当前传统制造业面临的瓶颈与挑战当前传统制造业面临的瓶颈与挑战技术清洁度仍然是电池制造面临的关键难点，它会影响产品性能和安全性，特别是颗粒和物质的污染在电池制造中扮演着关键的角色尘粒污染物的检测和追溯尤其具有挑战性，检测难度高，并且污染物对电池质量的影响有滞后性，贯穿整个电池使用寿命电池制造商必须严格进行质量管控，并使用质量管理工具（如 Ishikawa、FMEA 等）加强细节管理Source

151、:Adapted from ELIBAMA产业：生产制造Volta Foundation135电池厂商必须严格落实消防安全措施，确保安全生产。生产制造生产制造|当前传统制造业面临的瓶颈与挑战当前传统制造业面临的瓶颈与挑战焊接过程中产生的烟尘污染以及组装过程中产生的静电极易引发火灾化成和老化工序容易引发火灾，尤其是对于生产规模较大的工厂，需要采取专用的消防解决方案消防措施需要随着所生产的电池的能量密度和功率密度的提升相应改进和调整无论是对于建筑物、工艺、机械设备，还是对于生产作业层面，都需要将消防安全放在首位，确保生产长期安全稳定Source:TUV SUD,SIEMENSVery LowLow

152、MediumHighVery HighRisk Level建筑物安全工艺安全机械设备安全生产作业安全产业：生产制造Volta Foundation136生产灵活性是降低细分市场产品成本和小批量生产成本的关键。生产制造生产制造|当前传统制造业面临的瓶颈与挑战当前传统制造业面临的瓶颈与挑战电池组装和电池定型（化成和老化工序）工艺中的灵活性是关键。不同的电池形状和电池化学成分需要不同的工装、自动化和工艺环境。先进的生产设备主要通过添加并联运动机械的方式实现多机联动来提高灵活性。需要提高自动化、设备功能以及工装方面的灵活性，这需要在成本和速度之间权衡取舍，因此是一个复杂的经济和技术挑战。Source:

153、Flexfactory,PEM产业：生产制造Volta Foundation阶段阶段研发研发生产生产现场作业现场作业二次寿命二次寿命案例案例 材料和环境评估 寿命测试虚拟仿真 确定电池温度和尺寸 安全性评估 仿真电池组装后的电池化成 找到生产过程和电池容量之间的关联模型 剩余使用寿命（RUL）预测 精准的现场警报 基于边缘控制设备的数据反馈路环（BMS 优化）剩余使用寿命（RUL）预测 精准的现场警报 基于边缘控制设备的数据反馈路环（BMS 优化）数据源数据源 电池数据存储库 定制化数据管道 电池数据基因组 相似化学成分、材料和涂层数据的批量生产数据样本 制造执行系统（MES）电池管理系统（B

154、MS）、传动链、合成数据生成工具 匿名化全/部分生命周期数据 二次寿命应用知识影响影响 使用数字孪生技术进行仿真，加快产品上市速度“电池化成”是最大瓶颈 改进复合电极制备工艺 提高能效 降低能源成本 提高材料回收率 法规遵从性挑战挑战 规范化处理数据库中的海量数据 由于电池技术迭代速度快，持续学习的投资回报率较低 通常在作业时间采集数据 制造商通常不会实施跨行业数据挖掘标准流程（CRISP）互联互通、数据格式、OTA 通道 数据平台长期价值不明显 二次寿命工装流程技术介绍 并非生成/采集所有电池数据受益者受益者 制造商/科研机构 制造商 OEM/用户/保险公司 制造商/回收商/OEM电池信息电

155、池信息|电池分析与用例电池分析与用例基于机器学习和电化学算法在电池的整个使用寿命期间的跟踪是很重要的。137产业：生产制造Volta FoundationSponsored Content-Voltaiq138赞助内容THE LEADER IN ENTERPRISE BATTERY INTELLIGENCEVoltaiqs EBI platform is the global standardfor analyzing and optimizing batteries at scaleAccelerate R&D and time to market Shorten manufacturing

156、 ramp-up Ensure high-quality battery supply Optimize battery performance Prevent fires and recallsOur Customers Are Global Leaders:Learn About Our Software:Work for the Industry Leader: Foundation年度事件业界企业及动态电池化学发展动态技术应用成本投资供应链安全/法规生产制造回收139产业产业|概览概览产业：目录Volta FoundationEV车型：i4、iX召回规模：83 起因：正极碎片存在火灾风

157、险电动车型号：ZOE召回规模：733 原因：电池内部短路导致火灾风险增加EV车型：通用悍马EV召回规模：424 原因：电池连接器腐蚀导致水进入电池组的风险140电动汽车因安全风险召回安全安全法规法规|按按 OEM/地区划分的事故地区划分的事故EV车型：Kona、IONIQ召回规模：90,000召回成本：9 亿美元事故：15 起火灾报告潜在原因：折叠负极极耳EV车型：所有PHEV召回规模：26,900事件：热事件原因：电池中的碎屑可能导致短路EV车型：EX5 EV召回规模：1,282 原因：电池中可能导致短路的污染物EV车型：翼骏PHEV召回规模：28,000 事件：充电过程中过热和起火原因：生

158、产过程中电池受到污染EV 车型：雪佛兰博尔特召回规模：141,000召回成本：$2B事故：24 起火灾报告原因：负极片撕裂和隔板折叠EV 车型：Pacifica PHEV电池制造商：LGES召回规模：19,808 事件：12 起火灾原因：正在调查中，与电池组有关EV车型：EX360、EU400召回规模：31,963事件：高温下快速充电存在火灾风险原因：电池合规性问题电动车型号：ID.3、ID.4召回规模：10,130 潜在原因：制造缺陷导致电池自放电增加电动车型号：ID4召回规模：351原因：电池内部焊接不正确可能导致连接不可靠，使汽车容易发生碰撞202020212022产业：安全法规Volt

159、a Foundation141Source:Victoria Big Battery Fire(Top Image),Victoria Big Battery Fire(Bottom Image)维多利亚大电池火灾维多利亚大电池火灾(图上图上&图下图下)火灾规模 vs.安装系统维多利亚大电池火灾维多利亚大电池火灾（特斯拉（特斯拉 Megapack）事件日期事件日期:2021年7月31日最终报告日期最终报告日期:2022年1月25日报告的原因报告的原因:液体冷却剂泄漏导致短路、热量积聚，最终引发事故单元中相邻电池模块的热失控。不是电池质量问题。损害损害:两个 Megapack 单元（安装的 21

160、2 个单元中的约 1%）、一个事故和一个相邻单元的总损失。没有受伤报告。影响影响:就地避难咨询发布了大约。半天从当地时间下午 1 点开始。受影响的社区远达 4.5 公里。Moss Landing阶段阶段 1&2 热事故热事故(LG 能源解决方案和能源解决方案和 Fluence)事件日期事件日期:2021年9月4日&2022年2月13日最终报告日期最终报告日期:2022年1月21日报告的原因报告的原因:传感器编程错误触发了带有泄漏管道的水抑制系统过早填充，水泄漏到电池架上，导致电气短路、热量积聚，并最终导致热事件。不是电池质量问题。损害损害:7%的第 1 阶段安装的所有模块；没有提供第 2 阶段

161、的估计或数字。没有受伤报告。影响影响:没有火灾报告，没有发布当地紧急警报，没有实施封路，周边社区没有受到影响。在部署公用事业规模的存储项目时，系统工程、应急响应和社区参与方面的持续挑战。未来挑战未来挑战:系统集成、调试和运行仍在进行中。尽管设施受到的损害得到控制，但对社区的影响是直接而重大的。高度可见的事件，无论相对于系统大小的规模如何，都会引起社区的严重关注。该行业必须继续通过标准化和明确、具体的答案正面解决这些问题。这种动态目前可能是本地的，但随着世界各地的安装数量的增加，这种动态将走向全球。安全安全法规法规|静态储能电池起火静态储能电池起火产业：安全法规Volta Foundation检

162、测和警报检测和警报紧急响应人员缺乏信息和方法来监控电池组状况*和热失控危险。*温度、SOC、电压、气体等。142安全安全法规法规|电动汽车火灾应急响应电动汽车火灾应急响应Source:NTSB Report,CTIP灭火和电池组冷却灭火和电池组冷却扑灭 EV 火灾所需的水比传统车辆火灾多 40 倍，并且由于重新点燃需要 24 多个小时。拖车拖车搁浅的能量会导致电池起火，这种情况可能发生在任何地方，包括在拖床上。储存储存损坏的电动汽车存储空间效率低下。建议要求在拖车场将损坏的 EV 周围半径 50 英尺，并在可能的情况下完全浸入水中。复燃危险甚至可能在数周后仍然存在。（图改编自 Tran 202

163、1 会议演示文稿）尽管电动汽车发生车辆火灾的频率低于内燃机，但扑灭电动汽车火灾需要更多资源和专门培训。将损坏的 BMW EV 完全淹没在荷兰运输检测到关键事件检测到关键事件第一反应第一反应第二反应第二反应所需水加仑数（x1000）扑灭大火所需小时数传统传统电动电动产业：安全法规Volta Foundation安全安全法规法规|电池老化对安全的影响电池老化对安全的影响直到最近，日历和循环老化对电池安全性的影响还相对未知。加速量热法(ARC)显示老化的电池通常具有更高的热失控起始温度。锂沉积可将起始温度降低锂沉积可将起始温度降低多达 50 C。增加锂电镀后的静置时间可提高电池安全性。143电池老化

164、对安全性的影响已发表的文献有限，需要更多研究Less safe防止热故障防止热故障(ARC)的安全性的安全性防止机械入侵的安全性防止机械入侵的安全性Sources:Preger et al.,Jeevarajan et al.,Waldmann et al.,Kovachev et al.,Liu et al.对于机械故障，老化的电池对内部短路表现出更高的抵抗力，从而使它们更安全，但需要进一步探索样本大小和电池设计的多样性以得出更有力的结论。无锂沉积的电池锂沉积后1.5小时休息期锂沉积后8天休息期安全欠缺安全欠缺热失控循环老化压延老化位移（mm）位移（mm）力（千牛顿）力（千牛顿）产业：安全法

165、规Volta Foundation144第二部分科研144Volta Foundation概览概览|学术研究中的热点话题学术研究中的热点话题145正极固态电池负极电解液硫制造快充锂金属钠离子电池信息回收发现有影响力的论文集中在以下领域诊断正极正极 潜在的竞争者包括无钴正极和低镍正极，综合性能和稳定性，NMCA正极仍占主导地位。负极负极 界面和微结构研究推动 Si 和 Gr 负极材料。电解液电解液 非液态，液态和固态电解质的研究均有进展。固态电解固态电解质质 更多的混合态电解质被研究。关于高分子，氧化物和硫化物优势的讨论继续进行。锂金属锂金属 提高锂金属负极的性能，包括循环次数和安全的研究稳步推

166、进。硫化物硫化物 新电解液和电极设计的突破有限。钠离子钠离子 钠离子电池研究受到关注。现在的挑战包括有限的正负极选择。快充快充 特殊设计的电极和温度控制为高快充研究做好铺垫。制造制造 现有的电池工厂内，基于量产和整合的研究正在被探索。回收回收 低成本和低能耗的循环方法正在被研究，成为一个新的研究方向。预测未来会快速增长。科研：目录Volta Foundation概览概览|科研科研领域内的趋势领域内的趋势146论文类型和引用的宏观趋势。论文发表论文发表综述论文综述论文相比数量相比数量综述文章占比综述文章占比%2022 电池论文发表电池论文发表 vs 引用引用#Papers published i

167、n 2022 (log scale)China USA South Korea Germany UK India Japan Australia Canada France原创性电池论文 vs.综述性文章重回增长轨道2022 中国领先论文发表数量,加拿大领先每篇文章的引用次数 1.8|27 1.9|18 1.3|11 1.7|12 1.9|14 1.3|9 0.9|7 2.7|12 2.9|12 1.3|7 Source:Web of Science query:“lithium ion battery”,accessed 2022-12-11科研：概览Volta Foundation概览概览

168、|研究领域内的趋势研究领域内的趋势147论文发表按主题分类论文发表按主题分类专利按主题分类专利按主题分类各个主题的百分比各个主题的百分比关于电池材料的研究，学术届重点关注电解液、负极和正极；电池管理的研究继续受到关注。工业界主要关注系统层面的创新，电池系统和电池管理。Source:Web of Science query科研：概览Volta Foundation正极正极|NMC|循环优化循环优化有重要的研究表明LFP 有优于NMC的循环寿命。然而，Jeff Dahn课题组的工作表明与LFP相比，循环至3.65 V 和 3.8 V的NMC532电池表现出更好的库伦效率，较少的容量衰减和较高的能量

169、密度。在2022年的国际电池研讨会上，Dahn的NMC 电池已达到15,000次循环，且容量损失90%。1622.5 V LMO/LTO 水系高浓度电解液。高锂盐浓度不是唯一的解决水系电解液稳定的方法。与水有强烈相互作用的添加剂可以抑制副反应的发生，从而提高电解液的稳定性。Source:Xu,Ji,Zhang,Yang,Wang,Liu,Ludwig,Chen,Kofinas,and Wang4.15.1 m LiTFSI 三元电解液循环伏安曲线LTO(绿色),LMO(浅蓝),LVPF(深蓝)科研：电解液Volta Foundation电解液电解液|水系电解液水系电解液|抑制有机电极的溶解抑制

170、有机电极的溶解5,10-二氢-5,10-二甲基吩噻(DMPZ)中的两个氮原子可以可逆地存储两个电子，比容量可以达到225 mAh/g 以上。然而在1 M NaClO4四乙二醇二甲醚或水系电解液中，它的各种氧化态会存在溶解的问题。首尔国立大学的研究人员利用由 17 m NaClO4 和 0.5 m Zn(CF3SO3)2 组成的高浓度水系，有效抑制了9095%的DMPZ溶解，该电解液由另外一个组发明，能够可逆的沉积锌金属，而不产生枝晶。在这个体系中，DMPZ为正极，锌为负极，电极材料的比容量200 mAh/g，为以C/5或1C的倍率循环1000圈，容量保持率为80%。162可稳定高比容量有机电极

171、的先进水系电解液。通过设计水系电解液，可以缓解有机正极材料氧化还原态的活性分子在有机电解液中的溶解问题不同价态（0价，+1价，+2价）的DMP在不同电解液中的溶解性Source:Lee,Kwon,Lim,Kim,Kim,Lee,Kim,Eum,Song,Park,Seong,Jung,and Kang科研：电解液Volta Foundation电解液电解液|非水系电解液非水系电解液|自主优化电解液自主优化电解液液态电解液的优化特别具有挑战性因为其溶剂和溶质有很多选择，优化的成分通常包括三、四种以上，来自卡内基梅隆大学的研究人员开发了一个机器人平台，能够自动执行非水电解质溶液的闭环优化。选择了一

172、种单盐三元溶剂体系，目的是优化快速充电应用中的电解液电导率。通过使用不同的贝叶斯优化策略(BO，BO-RAND，UCB，TTEI)，研究人员达到了六倍的时间加速比随机搜索(RAND)执行相同的自动化实验。该机器人平台(A-F)开发的电解液在电池中进行了测试，证明了相对于基础电解液(G)，优化的电解液提高了充电倍率。163通过机器人实验和机器学习加速最优电解液设计。电解液的优化耗时费力，这限制了电池的创新。机器人技术和机器学习相结合的方式可以加速新型电解液的开发。Source:Dave,Mitchell,Burke,Lin,Whitacre,and ViswanathanA-G不同电解液的组成科

173、研：电解液Volta Foundation164纳米颗粒悬浮于液体电解液中，制备悬浮电解液，形成稳定的固体电解质界面膜（SEI）。液体锂金属电池长寿命和安全的的基础是具备稳定的 SEI。斯坦福大学的研究人员通过制备含有无机 Li2O 纳米颗粒的非水系悬浮电解液，在电极表面形成稳定的富含无机物的 SEI。将 Li2O 纳米颗粒悬浮在三种不同的液体电解液中进行研究，结果表明Li2O 的加入提高了锂的库仑效率，降低了锂的形核过电位，稳定了相界面的锂离子电导率。Source:Kim,Zhang,Rudnicki,Yu,Wang,Wang,Oyakhire,Chen,Kim,Zhang,Boyle,Ko

174、ng,Xu,Huang,Huang,Bent,Wang,Qin,Bao,and Cui电解液电解液|Li金属金属|悬浮电解液悬浮电解液在液体电解质中添加无机纳米粒子有助于形成稳定的 SEI，从而延长锂金属电池的使用寿命、提高其安全性。科研：电解液Volta Foundation165通过溶剂分子设计，提高库伦效率。氟醚类溶剂能稳定锂金属电池。在1,2-二乙氧基乙烷(DEE)上 F 原子的位置和数目对电解质的性能有很大的影响。研究结果表明，在Li/NMC811和 Li/LFP 电池中,-CHF2基团相比-CF3基团具有高的锂离子电导率、低和稳定的过电位以及长循环寿命。Source：Yu,Rudn

175、icki,Zhang,Huang,Celik,Oyakhire,Chen,Kong,Kim,Xiao,Wang,Zheng,Kamat,Kim,Bent,Qin,Cui,and Bao电解液电解液|Li金属金属|溶剂设计溶剂设计通过分子设计和化学合成来实现快速离子传导和电极稳定性之间的平衡是最优解决方案。科研：电解液Volta Foundation166同时实现高能量密度，提高安全性，宽温度区间和可持续性。Source:Yin,Yang,Cheng,Mayer,Holoubek,Li,Raghavendran,Liu,Lu,Davies,Chen,Borodin,and Meng电解液电解液|

176、Li金属金属|液化气电解液液化气电解液一种新型电解液为长寿命的、具有温度弹性的锂金属电池铺平了道路，该电池可在非常宽的温度范围(-60至55C)内工作。虽然锂金属电池中存在不易燃溶剂，但在长期的循环过程中，其电化学稳定性往往是有问题的，这主要是由于它与锂金属的不稳定性造成的。研究人员发现，基于1,1,1,2-四氟乙烷和五氟乙烷(灭火剂)的液化气电解质本身是安全的，可以在-78 C 至+80 C 之间保持3 ms cm-1的离子导电率。除了Li/NMC622电池从-60到+55 C 的稳定循环之外，对称的 Li/Li 电池在3mA cm-2和3mAh cm-2的电流密度下200个循环后，其库仑效

177、率在99%以上。此外，基于电解质在不同温度下的蒸汽压差不同，一步溶剂回收过程有望在制造规模上实现可持续性。科研：电解液Volta Foundation167一种新型聚合物固体电解质，促进高能量密度固态锂电池的发展。Source:Lee,Han,Lee,Lee,Kim,Jung,Kim,and Lee固态固态|电解质电解质|弹性聚合物电解质弹性聚合物电解质弹性固态电解质具有高离子导电性，同时保持高机械强度，实现高能量密度固态锂金属电池的制备。乔治亚理工学院和韩国高级科学技术学院的研究人员设计了一种新型弹性固态电解质，它在弹性体基质中有一个3D 相互连接的塑料-晶体相。该弹性固态电解质具有高离子电

178、导率和机械强度，能够在有限的锂源、薄电解质和高负载富镍正极的电池装配条件下稳定地实现电池的充放电过程，电池能量密度410wh/kg。科研：固态Volta Foundation168高熵增强无机氧化物固体电解质的离子导电性。Source:Zeng,Ouyang,Liu,Byeon,Cai,Miara,Wang,and Ceder;Botros and Janek固态固态|电解质电解质|高熵氧化物固态电解质高熵氧化物固态电解质增强固态锂钠电池超导结构框架的新策略劳伦斯伯克利国家实验室和佛罗里达州立大学的研究人员开发了一种高熵锂和钠固体电解质，具有超导电性，用于固态锂/钠基电池。高熵金属阳离子在固体

179、电解质中的混合会引起混乱，使位点能量重叠分布，减少锂扩散的活化能，从而促进数量级的离子导电性。Li(Ti,Zr,Sn,Hf)2(PO4)3Na(Ti,Zr,Sn,Hf)2(PO4)3Li3(La,Pr,Nd)3(Te,W)2O12科研：固态Volta Foundation169界面的化学稳定性、多重界面阻抗和晶格失配等问题需要解决。Source:Jang,Chen,Deysher,Cheng,et al;Ren,Danner,Moy,et al.固态固态|正极和正极正极和正极/固态电解质之间的界面固态电解质之间的界面正极/固体电解质的化学和机械相容性是固态电池开发的关键正极和正极-固体电解质界

180、面是固态电池发展的主要障碍。面临的挑战包括体积变化、机械降解和来自晶界的阻抗、反应产物和多个界面等。加州大学圣地亚哥分校的研究人员证明，LNMO 与银辉石固体电解质具有内在的化学相容性，从而使电池阻抗最小化并增加稳定性。科研：固态Volta Foundation170金属中间层可使 Li/SE 固体电解质界面均匀化，抑制枝晶生长。Source:Raj,Venturi,Kankanallu,Kuiri,Vishwanathan,and Aetukuri;Pacchioni锂金属锂金属|固态固态|中间层对界面的影响中间层对界面的影响在锂溶解过程中，由于锂空位的积累，在电极-电解质界面上预计会形成空

181、洞。中间层设计，最大限度地减少空洞的形成，也将提高电池的性能。印度科学研究所和卡内基梅隆大学的研究人员提出，Li/SEI 界面的空洞先于枝晶生长。从而建议在负极和固体电解质之间使用一种非常薄的难熔金属，以提高电池的倍率性能，同时抑制锂枝晶的生长。使用这种纳米界面层，实验证明了与使用锂铝合金界面层的电池相比，电荷放电倍率提高了2.5倍。进一步的理论计算表明，铝有利于形成空洞，而 W，具有较低的锂溶解度，不会形成空洞。因此，界面工程对锂枝晶形成的影响比固体电解质的影响大得多。科研：锂金属Volta Foundation171高堆积压力使 Li/SEI 界面均匀化，但也加速了枝晶生长。Source:

182、Chang,May,Wang,Thorsteinsson,Sakamoto,Marbella,and Steingart锂金属锂金属|固态固态|压力对界面的影响压力对界面的影响高堆积压力对于固态电池的开发既不利也不实用。在较低的堆积压力下，研究使界面均匀化的策略。哥伦比亚大学的研究人员使用同步操作装置研究了堆积压力在 Li/LLZO*/Li 界面上的作用，该装置可以探测循环过程中界面下的微观结构和力学。他们发现2 MPa 或更小的堆积压力在循环过程中不能维持界面的均匀性。在13MPa 的高堆积压力下，界面均匀性得以保持，但高压也加速了枝晶的生长。这是由于局部静应力的增加，导致固体电解质断裂和锂

183、金属的渗透。如此高的压力对于商用电池的开发可能是不切实际的。2 MPa13 MPa*Li7La3Zr2O12(LLZO)科研：锂金属Volta Foundation172集流体的力学性能有助于减少无负极 SSB 中的枝晶。Source:Fuchs,ecker,Haslam,Lerch,Sakamoto,Richter,and Janek;Wang,Carmona,Gupta,Albertus,and Sakamoto锂金属锂金属|固态固态|无负极方法无负极方法最佳的集流体厚度和镀锂方案有助于防止无负极固态电池中锂枝晶的形成。2020年底，密歇根大学的研究人员研究了无负极电池的结构可行性，锂仅来

184、自于正极。该电池成功地证明了电池具有高的库仑效率(99.9%)。然而，该电池的电流密度相对较低，仍然会有锂枝晶的生长。2022年吉森大学的研究人员进行的一项研究解释了在如此低的电流密度下枝晶生长的问题。他们假设在第一次充电过程中形成了锂金属的异质镀层。该项工作表明，使用较厚的集流体和优化的镀层电流密度有助于减少锂晶须穿透集流体和固体电解质的可能性，从而有助于均匀化锂镀层。科研：锂金属Volta Foundation173Li-S 电池中正极-固体电解质界面的稳定性。Source:Chandrappa,Qi,Chen,Banerjee,and Ong硫硫|界面动力学和热力学界面动力学和热力学计算

185、表明硫化物固态电解质对于硫正极是最稳定的，但是其他固态电解质(例如氧化物，卤化物)可以受益于作为缓冲层的二元和三元原位反应产物，实现对硫正极的稳定性。加州大学圣地亚哥分校的研究人员使用了密度函数理论，纳秒级的分子动力学，以及被动和主动学习的机器学习等方法，模拟了正极-电解质界面的热力学和动力学，该界面包含各种电极缓冲层和固体电解质条件下的充电态和放电态的硫正极和Li2S。硫化物固体电解质在热力学上对 硫正极最稳定，是锂硫电池的高效缓冲层。科研：硫Volta Foundation174提高固体电解质的氧化稳定性。Source:Hakari,Fujita,Deguchi,Kawasaki,Otoy

186、ama,Yoneda,Sakuda,Tatsumisago,and Hayashi硫硫|高容量高容量锂硫电极锂硫电极具有高临界氧化稳定性的固体电解质与高能量密度Li2S电池的正极相容。加州大学圣地亚哥分校的研究人员使用了密度函数理论，纳秒级的分子动力学，以及被动和主动学习的机器学习等方法，模拟了正极-电解质界面的热力学和动力学，该界面包含各种电极缓冲层和固体电解质条件下的充电态和放电态的硫正极和Li2S。硫化物固体电解质在热力学上对 硫正极最稳定，是锂硫电池的高效缓冲层。固态电池的通用的复合正极，包括(a)Li2S、C 和粘结剂，(b)正极中含有10%质量百分比 Li2S（C）固体电解质，(e

187、)正极的扫描电子显微镜(SEM)图像和特征K谱线(EDX)图像。科研：硫Volta Foundation175锂硫电池中多硫穿梭问题的解决。Source:Pai,Singh,Tang,and Kalra硫硫|硫正极硫正极克服锂硫电池中多硫化物穿梭效应的挑战，将为锂硫电池的商业化打开大门。碳酸酯电解液容易与多硫化物发生反应，从而限制了锂硫电池的循环寿命。这一过程被称为多硫化物穿梭效应，涉及到多硫化锂在电解液中的溶解，是锂硫电池低循环的主要原因之一。来自Drexel大学的研究证明了从-单斜硫到Li2S，中间无多硫化物(Li2S8，Li2S6等)的生成，从而使电池的循环稳定。研究人员通过在碳纤维上沉

188、积硫合成了这种材料。在碳纳米纤维表面沉积了-单斜硫。黄色球体表示表面沉积的单斜-硫，红橙色球体表示硫化锂，是硫还原后的产物。灰色球体是锂离子。科研：硫Volta Foundation钠钠|正极正极|地球储量丰富材料地球储量丰富材料177具有氧化还原活性的钠铝锰氧化物正极。钠离子电池避免了锂供应链中迫在眉睫的限制。它们不太可能比肩锂离子电池的能量密度，而是更强调成本和可持续性，因此地球储量丰富的材料至关重要。来自Lancaster,UCL,and Diamond Light Source 的研究人员展示了富钠化合物Na2.4Al0.6Mn2.6O7(源自Na2Mn3O7)能以3.0 V的平均电压

189、循环容量超过 200 mAh/g。Na2.4Al0.6Mn2.6O7是一种过渡金属缺陷的层状化合物，其高容量归因于锰和氧的氧化还原活性。Source:Soares,Silvn,Choi,Celorrio,Seymour,Cibin,Griffin,Scanlon,and Tapia-RuizAl掺杂的Na2Mn3O7解锁了Mn氧化还原和更多的O氧化还原，由此得到了高容量的钠离子电池正极科研：钠Volta Foundation钠钠|标志性商业化进展标志性商业化进展|普鲁士蓝类似物普鲁士蓝类似物178电力公司ABB评估了Natron Energy的普鲁士蓝基软包电池。商用标准电池的已发布数据为学术

190、研究和工业目标提供了支撑。电极特性包括：正极正极:NaxMnyFe(CN)6nH2O 具有由200500 nm的一次颗粒组成的1020 m 的二次颗粒负极负极:NaxMnyMn(CN)6nH2O 是 23 m 的团聚立方活性材料容量活性材料容量（正极或负极）：6768 mAh/g电池特性电池特性:Eavg=1.56 V；从1.81 V上限截止电压到1.0 V下限截止电压，在1C/1C工况下为23 Wh/kg 和 37 Wh/l；在10C/10C的工况下可获得80%的容量；在10C/10C的工况下循环至100%放电深度4000，拥有98%的容量保持率（循环至80%放电深度有40,000圈，根据N

191、atron）。Source:He,Davis,Chartouni,Johnson,Abplanalp,Troendle,and Suetterlin商用普鲁士蓝类似物钠离子电池提供低能量密度和长循环寿命。科研：钠Volta Foundation钠钠|负极负极|全固态电池全固态电池179（a）固态和液态Na-NMC/硬碳电池的电压曲线和（b）倍率性能。S-23.1 和 S-21.4 是正极活性物质载量分别为23.1 和 21.4 mg cm2的固态电解质电池。L-24.3 和 L-22.5 是 正极活性物质裁量分别为 24.3 和 22.5 mg cm2的液体电解质电池。（c）固态和（d）液态阻

192、抗曲线。丰田公司的研究人员探究了使用硬碳负极和硼氢化钠固体电解质的全固态钠离子电池，以实现快速充电。硬碳和Na(CB9H10)0.7(CB11H12)0.3的低阻抗界面实现了10 mA/cm2的高电流密度，同时保持超过1 mAh/cm2的容量。全固态电池明显优于类似的具有液态钠离子电解质的常规电池。电极-电解质界面优化。Source:Niitani,Ushiroda,Kuwata,Ohata,Shimo,Hozumi,Matsunaga,and Nakanishi兼容的电极/电解质界面解锁了全固态钠离子电池的快速充电。科研：钠Volta Foundation钠钠|电解质电解质|液体电解质用硼酸

193、钠盐液体电解质用硼酸钠盐180与锂类似物相比，钠离子电池电解液和添加剂的研究较少，研究工作仍在持续发现最佳特性和性能。钠离子电池通常使用 NaPF6作为电解质盐，但它具有吸湿性并会产生HF，这会影响电池的长循环性能。剑桥大学的两个研究组与Faradion合作，开发了一系列硼酸钠盐（见图），它们在大气条件下相对稳定，形成良好的SEI，并产生比NaPF6更好的电化学性能。电解质盐NaB(pp)2(图，顶部)对空气和水具有耐受性，其电导率超过8 mS/cm（1 M in EC:DEC1:1 v/v），并且对钠金属具有良好的稳定性（图，底部）。这种电解质盐在Na0.79Ni0.27Mn0.42Mg0.

194、15Ti0.17O2/硬碳电池中也展示出良好的初始电化学性能。Source:Ould,Menkin,Smith,Riesgo-Gonzalez,Jnsson,OKeefe,Coowar,Barker,Bond,Grey,and Wright电解质的开发是后锂电池化学发展的重要因素。NaB(hfip)4NaB(pp)2科研：钠Volta Foundation阿贡实验室,爱达荷国家实验室和国家可再生能源实验室的研究人员已经评估了极端快速充电对镍含量不同的镍锰钴（NMC）基锂离子电池的影响。超级快充（XFC）基础设施必须能够在15分钟或更短的时间内为电池充电，以与燃油车的加油时间相竞争。据报道，NM

195、C 811比NMC 532具有更好的寿命开始（BOL）和循环寿命。NMC 811在XFC下的容量保持率比NMC 532提高了3.15倍至4.6倍。与NMC 532相比，NMC 811显示出明显更低的阻抗。181快充快充|正极正极不同NMC组分的电池在XFC后的容量衰减和阻抗。Source:Tanim et al,Tanim et al,Yang et alNMC811 或许比低镍含量NMCs更适合超级快充。合适的电极组分是锂离子电池超级快充能力实现的保障。科研：快充Volta Foundation中石油和中国科学技术大学的研究人员设计了作为锂离子电池快充负极的介孔单晶钛酸锂（Li4Ti5O12

196、,LTO）微米棒。单晶微结构和互连孔有利于锂离子扩散和电解质渗透。负极在低负载下表现出稳定的循环（在20 C下循环10000次后有92%的容量保持率）和优异的倍率性能（在50 C下容量大约有169 mAhg1），在811 mg/cm2及5 C的工况下容量为136 mAh g1。182快充快充|负极负极|20 C 钛酸锂钛酸锂(LTO)Source:Jin,Han,Zhang,Chen,Li,Yang,Wang,Li,Han,Wang,Liu,Jiao,Ke,Sui,Cao,Zhang,Tang,Yan,and Jiao介孔单晶钛酸锂负极实现20C 超级快充和10000次循环寿命。具有超快和稳定

197、循环性能的LTO负极助力实现锂离子电池的超级快充。科研：快充Volta Foundation183快充快充|用于快充的内部热调制用于快充的内部热调制Source:Wang,Liu,Yang,Ge,Stanley,Rountree,Leng,and McCarthy快充协议快充协议:1.在在1分钟内内部电池加分钟内内部电池加热到热到 60 C2.恒流恒流4 C倍率充电倍率充电Capacity acquired during charge Wh/kg 来自宾夕法尼亚州立大学和初创公司EC Power的团队开发了一种新的热管理解决方案，称之为不对称热调制，为了主动调节电池的内部温度。电极层之间的植入

198、式镍箔电阻加热器预热电池，以实现高倍率充电。此外，使用双盐（LiPF6LiFSI）电解质和高孔隙率负极改善了离子传输动力学。通过内部加热电池实现快充倍率的方法。科研：快充Volta Foundation183探索3D结构，以增加电池功率性能和提高电池容量。Source:Pai,Singh,Tang,and Kalra制造制造|3D打印三维电极打印三维电极3D打印自支撑打印自支撑 碳网碳网3D打印碳负极打印碳负极3D打印打印MoS2泡沫负极泡沫负极技术:立体光刻(SLA)关键成就:21.3mAh/cm2 98 mg/cm2挑战/可伸缩性:在碳中50 um 的穿透深度,36mm/hour实现表面光

199、洁度，产能利用率低技术:聚乳酸(PLA)挤压,3D 打印关键成就:1mm厚的电极面容量77 mAh/g 挑战/可伸缩性:打印速度仅为200 mm/h,产能利用率低技术:电流体力学(EHD)3D 打印关键成就:1200 mAh/g 5 A/g挑战/可伸缩性:MoS2具有可放大性，但不是一个商业化的负极，具有低的体积能量密度科研：制造Volta Foundation184结合机械和能量储存功能。Source:Navarro-Surez and Shaffer制造制造|增强电芯的结构性能增强电芯的结构性能结构电池的能量和功率密度比传统电池低两数量级。随着改进，它们可以服务于小型应用，但在重大的工程和

200、制造方面仍然存在挑战。提高电池性能的一种方法是赋予它第二种功能，从而降低对辅助部件的需求:例如，在储存和提供能量的同时能够承受机械负载的能力。这在质量管理至关重要的系统中很重要，例如，结构动力。2022年的研究包括 Xu 等人在碳纤维和/或玻璃纤维复合板之间嵌入电池，以及 Dong 等人展示了一种电池结构，该结构具有碳纤维编织物（CFWF）正极和负极，玻璃纤维编织物(GFWF)电解质和 GFWF/环氧树脂填料。科研：制造Volta Foundation185Source:Nassar,Lederer,Brainard,Padilla,and Lessard制造制造|资源对环境的影响资源对环境的

201、影响|岩石岩石-金属比率金属比率岩石-金属比例是评估材料对环境影响的指标，同时也是材料供应商选择的指标。来自美国地质调查局和苹果公司的一个团队分析、计算和估算了25种金属的采矿和炼油数据，包括与锂电相关的元素，如 Li、Co、Ni、Fe、Cu、Al、Zn、V、Zr 和 Mg。这些数据不仅包括矿石品位，还包括覆盖层和加工效率，从而产生一个总体的岩石-金属比率，这个比率在可能的情况下被分解为单个操作。毫不奇怪，铂和金比钴和镍更加资源密集，但是电池金属内部和加工方式之间的差异巨大。例如，镍的平均岩石-金属比为329，而铜的平均岩石-金属比为564，但是单独的铜从2.3到17,000不等。按矿石等级分

202、列的25种矿物产品中岩石-金属比率。单个元素的多个数据点表示不同的处理方式。圆的大小指示元素是作为初级产品还是二次产品。每单位金属需要去除的岩石的质量大约在7个维度内变化。科研：制造Volta Foundation186Source:Xu,Ngandjong,Liu,Zanotto,Arcelus,Demortire,and Franco制造制造|模型模型|3D活性材料颗粒模型活性材料颗粒模型将制造工艺参数与实际电极微观结构联系起来建立数字模型，是优化电池制造工艺必不可少的，这可以提高提高锂电池生产效率和降低制造成本。制造业推动实验合成具有特性形貌的活性材料。来自皮卡迪大学儒勒凡尔纳分校的研究

203、人员开发了一个新的基于三维物理的建模工作流程，以预测制造工艺参数对电极微观结构的影响。模拟从 X 射线微电子计算机断层扫描获得的实验活性材料颗粒形状入手，跟踪制造过程中颗粒二次变形和电极非均匀性的变化。科研：制造Volta Foundation188新方法的目标在于高效提取金属、满足监管要求和实现氟回收。回收回收|新兴技术新兴技术传统的电池回收通常采用热冶金或湿冶金技术，以回收有价值的金属或者含有Co、Ni、Cu和Li的盐。直接法回收活性材料而不返回到原始反应物中。新方法旨在以更高效的方式回收更多的电池材料。深共熔溶剂在金属浸出中具有可调控性和选择性，并且比湿冶金中使用的传统酸更少毒性，因此对

204、其具有吸引力。超临界CO2萃取也正在研究中作为一种回收LiPF6电解质盐的方法，由于其易于形成HF，因此在废物流中会出现问题。但这两种方法都有相对缓慢和需要高温的缺点。Source:Nowak and Winter;Hua,Sun,Fan,Wang,Xu,Zhao,and Zhang科研：回收Volta Foundation循环循环利用利用|杂质杂质的影响的影响189金属铜、镁和硅加速直接回收电池的降解。来自美国国家可再生能源实验室和阿贡国家实验室的研究人员研究了黑粉中或者直接法生产的再生电极中存在的一些常见的金属杂质对电池的影响。铁、铝、镁、铜和硅被确定为主要的可能污染物。其中，铜和硅对正极

205、影响最大。它们在循环过程中交联并干扰SEI膜的形成。在负极侧，铜和镁最为棘手，因为它们会形成合金并催化电解液的分解反应。碎电池的异质构成左边是较大的颗粒，右边是较细的颗粒。Source:Fink,Polzin,Vaughey,Major,Dunlop,Trask,Jeka,Spangenberger,and Keyser回收过程中的残留杂质对使用再生电极的电池进行长期循环会产生不利影响。必须了解这些杂质并采取有效措施进行管理。科研：回收Volta Foundation190诊断诊断|衰减衰减了解长周期循环中非线性容量损失的根本原因。一个大型国际研究小组研究了电池循环期间观察到的迅速非线性容量衰

206、减，也被称为 膝盖 效应。许多衰减途径，如锂镀层和电解液耗尽，都可能引起“膝盖”效应。这些途径可以在长度尺度上相互作用，并对电池制造和使用中的微小差异敏感。尽管模拟和预测“膝盖”效应具有挑战性，这项工作是全面理解这一现象的第一步。“膝盖”效应威胁着实现“百万英里电池”的努力，并且存在多种复杂的根本原因，但诊断技术的一系列应用可以帮助我们理解并预防某种电池应用中的“膝盖”效应。KneeSource:Attia,Bills,Planella,Dechent,Reis,Dubarry,Gasper,Gilchrist,Greenbank,and Howey科研：诊断Volta Foundation诊

207、断诊断|超声表征和检测超声表征和检测超声波越来越成为一种流行的方法，用于表征和检查电池单元，以确保其可靠性和安全性。高频声波可以探测电极和完整电池的性能。韩国西江大学和美国华盛顿大学的研究人员展示了一种空气耦合非接触检测方法，用于检查袋式电池中铅片和层压外壳之间的密封完整性和任何缺陷。191越来越多的研究正在围绕使用超声波进行无损电池检测。兰姆波x线在(a)单板和(b)多层结构。(c)Al 中的相速度色散曲线。Source:Cho,Kil,Jang,Kang,Song,and Yoo超声波技术可以快速识别制造问题，从而提高工厂效率。科研：诊断Volta Foundation诊断诊断|光纤传感光

208、纤传感|水性电池水性电池192嵌入式光纤对表面反应机制进行操作性检测。科研人员研制出一种光纤传感器用于追踪插入机制。表面等离子体共振传感是通过商业光纤中的倾斜光纤布拉格光栅实现的。该传感器对电化学性能没有可观察到的影响，并且在操作性诊断工具中相对独特，因为它可以选择性地检测表面现象。当该技术在MnO2/Zn水电池上演示时，来自传感器的功率谱特征与多步骤电化学特征相关，这些特征被指定为H+和Zn2+插入（图a）。该检测方法还发现了MnO2/Zn发生的不可逆的第一周期过程（图b）。Source:Wang,Zhang,Liu,Liu,Han,Liu,Li,Xiao,Albert,Lu,and Guo

209、离子体共振传感的光纤技术已经被开发出来，用于操作性反应监测。它对表面现象和电解质浓度敏感。将光学测量与水性MnO2/Zn电池中的电化学特征关联起来。（左图，自上而下）电流电压曲线、光功率及其时间导数。（右图）前五个电化学循环的光功率导数曲线。科研：诊断Volta Foundation193丰田研究所总结了十几种机器学习可以改进电池开发并跨越数据鸿沟的方法。电池信息电池信息|机器学习机器学习在最大的导电固体聚合物电解质数据库（约10,000个条目）中，转移学习的图形神经网络准确地预测了电导率（平均绝对误差小于1的对数）。文本分类技术可以从超过22.9万篇研究论文中提取测试信息（如温度）和材料信息

210、（如容量），从而生成一个材料知识数据库。Source:Ling温度和容量提取实例温度和容量提取实例电导率预测实例电导率预测实例科研：电池信息Volta Foundation194来自 15 个机构的 28 位作者提议启动全球电池数据科学计划。电池信息电池信息|电池数据基因组电池数据基因组Source:Ward,Babinec,Dufek,Howey,et al.所有类型的电池 AI/ML 创新跨越所有技术成熟阶段(TRL)，并对研究和商业社区的利益相关者产生积极影响。电池数据基因组(BDG)面临两大数据挑战：(1)异构性异构性建立数据和元数据约定，使异构电池数据有用并实现互通性；(2)规模规模

211、从多个来源和贡献者快速、大规模地捕获数据。实施电池数据基因组的路线图-一种多阶段方法，包括技术和可持续性专注委员会。科研：电池信息Volta Foundation195第三部分人才与社区Volta Foundation在美国国内，很多电池制造厂，正在积极寻求如何快速扩大产量并避免供应链中断。对于一些州，它们是该州历史上最大的经济发展项目。人才人才|头条头条196VerdictCleanTechnica电池制造业正在创造大量就业机会Washington Post福特为寻求电动汽车转型，裁员3000人此举正值汽车制造商在全行业失业之时努力应对向零排放汽车和卡车的过渡。在2022年第二季度科技行业招

212、聘中，电池职位的招聘要困难得多(电池职位)在科技和通信公司中，电池职位是最难招聘的(其他职位)人才Volta Foundation人才人才|岗位岗位197Source:CIC energiGUNE,InnoEnergy电池价值链为创造就业机会提供了许多全新的岗位角色。人才Volta Foundation人才人才|2022美国美国H-1B工作签证工作签证198H-1B是美国移民和国籍法第101条规定的一种签证，允许美国雇主临时雇用外国工人从事特殊职业。H-1B申请信息包括公司、职位和薪水，可通过h1bdata.info公开获取。我们分析了这些数据并总结出最新趋势。相关资源2022 H-1B Ge

213、neral Policy Changes(Forbes)2022 H-1B Trends(Waylit)该图显示了2022年1月3日至2022年4月29日期间提交的H-1B签证申请的分布情况，已筛选出电池相关公司（电池生产商或电动汽车生产商）。资料来源:h1bdata.info.代码来源:GitHub.*includes data up to Apr 29,2022Submit Date*人才Volta Foundation美国美国H-1B调查调查|工资涨了吗工资涨了吗?199该图显示了在 2011年1月1日至2022年4月29日期间提交的H-1B工作签证申请中显示的工资，已筛选出电池相关公司

214、（电池生产商或电动汽车生产商）。工资是根据通货膨胀调整到2022年的。工作级别是根据资料显示的标准确定的。资料来源:h1bdata.info 代码来源:GitHub由于公司和职位等级的不同，基本工资差异很大。人才Volta Foundation人才人才|制造业岗位制造业岗位：未来一年的承诺：未来一年的承诺200公司公司/制造商制造商地点地点承诺岗位数承诺岗位数计划产能计划产能来源来源PanasonicDe Soto,Kansas4,00030 GWh by 2025InsideEVs,11/6CanooPryor,Oklahoma2,0003.2 GWh by 2023InsideEVs,11

215、/3,CanooEnvision AESC|BMWKentucky2,00030 GWh by 2025InsideEVs,5/16ElectrovayaNew York2501.5 GWh by 2023InsideEVs,10/24Our Next EnergyMichigan2,11220 GWh by 2027InsideEVs,10/11ToyotaNorth Carolina2,100TBDInsideEVs,8/31Samsung SDI|StellantisKokomo,Indiana1,40023 GWh by 2025InsideEVs,5/24LG Chem|Stella

216、ntisOntario(Canada)2,50045 GWh by 2024InsideEVs,6/5SK InnovationGeorgia3,00022 GWh by 2023AJC,3/28SK Innovation|FordKentucky5,00043 GWh by 2026Ford,9/29(2021)SK Innovation|FordTennessee6,00043 GWh by 2025Ford,9/21(2021)GotionBig Rapids,Michigan2,350TBDMLive,10/5FordMichigan3,200TBDMLive,6/2LG Energy

217、 Solutions|GMHolland,Michigan1,20050 GWh by 2025AP News,3/22LG Chem|GMSpring Hill,Tennessee1,30035 GWh by 2023GM,4/1(2021)LG Energy Solutions|GMWarren,Ohio1,10030 GWh by 2022GM,12/05(2021)HyundaiGeorgia8,100TBDgeorgia.gov,5/20RivianSavannah,Georgia7,500TBDsavannahnow,12/17(2021)European perspective“

218、Mega”trends相关其他观点:人才Volta Foundation人才人才人才|制造业岗位制造业岗位：未来一年的承诺：未来一年的承诺201DOE Announcement 和 Project Fact Sheet“两党基础设施法资助12个州的20家公司将加强美国的能源独立性，创造高薪建筑和制造业工作，并降低成本”。Volta Foundation技校技校内部培训内部培训大专大专普通本科普通本科研究生以上研究生以上Total Responses电池材料电池材料11%13%21%57%57%79%采矿采矿9%7%9%13%11%25%电电工工7%7%25%27%13%41%电电子子7%5%2

219、0%30%18%43%软件软件/电池管理电池管理4%5%21%39%21%55%系统设计系统设计4%7%14%38%25%54%原型设计原型设计9%20%20%32%16%45%电池测试电池测试23%25%38%41%16%63%废物管理设计废物管理设计11%11%16%29%14%36%电池回收电池回收16%14%23%32%27%48%环境工程环境工程4%5%7%25%14%30%项目管理项目管理5%13%21%29%11%38%技术主管技术主管/管理管理5%16%13%34%20%45%供应链管理供应链管理5%13%20%29%9%43%制造制造(包括工厂设计包括工厂设计)4%9%18%

220、39%20%50%应用应用(安装安装,操作操作)11%11%21%23%11%38%电池系统安装电池系统安装20%16%25%14%9%38%系统操作和维护系统操作和维护25%23%20%18%4%39%高压电子技术高压电子技术29%23%36%23%7%52%安全安全(电气、危险品、火灾电气、危险品、火灾)20%20%27%25%14%41%电池火灾第一反应能力电池火灾第一反应能力18%25%23%14%9%36%48%46%63%77%75%202人才人才|教育和培训教育和培训56名受访者中有32名表示他们将会雇用具有大学学历、具有电池材料知识的人员。大专和四年制大学教育项目的差距最大安全

221、、电工、安装等基础操作领域，大专相较技校和内部培训优势明显Source:Table adapted from NAATBatt job skills survey,with 56 total participants.(Alyssa McQuilling-Project Lead,Energy Storage Southern Research,2022)需要什么技能以及应该在哪里教授这些技能？人才Volta Foundation人才与社区人才与社区|2022年度人气资源年度人气资源203新闻订阅新闻订阅Intercalation Station NewsletterThe ElectricT

222、echtricity NewsletterBetter Batteries NewsletterLithium Valle NewsletterGreen Rocks NewsletterElectrode Newsletter多媒体多媒体The Limiting Factor YouTubeThe Global Lithium PodcastRecharge by Battery Materials ReviewBattery Generation PodcastBattery+Storage PodcastRedefining Energy书籍书籍社区Volta Foundation人才和

223、社区人才和社区|年度笑料年度笑料204电池制造和炸鸡Source:Andrew Wang Twitter人才与社区Volta Foundation205第四部分政策Volta Foundation概览概览|全球概览全球概览206实现政策目标的区域方法各不相同，大多数涉及本地化。供应链将致力于在有机会且胡萝卜多于大棒的地方发展。美国美国IRA反通胀法案 BIL 奖加拿大加拿大联邦政策国际组织国际组织&行业机构行业机构国际非政府组织协会与联盟欧洲欧洲欧盟议会-欧盟电池法规英国运输亚洲亚洲&澳大利亚澳大利亚东亚印度拍卖结果印尼原材料税澳大利亚矿业政策Volta Foundation美国美国|反通胀法

224、案反通胀法案(IRA)207数十亿美元的供应方和需求方激励措施，以创建国内电池价值链。款项款项描述描述估值估值(单位：亿美元单位：亿美元)30D:清洁车辆税收抵免新电动汽车最高 7,500 美元，二手电动汽车最高 4,000 美元材料采购要求、EV 价格上限和消费者收入限制8945W:商业电动汽车税收抵免有资格获得相当于车辆成本 30%的税收抵免3630C:替代燃料汽车加油基础设施税收抵免个人：1000 美元或安装成本的 30%中的较小者商业：项目的最高奖励为 30%，最高可达 10 万美元1745X:先进制造生产信贷电池 35 美元/千瓦时，模块 10 美元/千瓦时在美国或美国拥有的生产从从

225、 2029 年开始逐步淘汰，每年减少年开始逐步淘汰，每年减少 25%306先进能源项目税收抵免包括电动汽车的技术、组件、材料以及相关的充电或加油基础设施也适用于加工、精炼或回收63邮政车辆电气化13 亿美元用于车辆，17 亿美元用于支持基础设施30贷款项目办公室将现有和新的贷款机构增加高达 3500 亿美元117Source:Inflation Reduction Act(H.R.5376)IRA Guidebook Congressional Budget Office Analysis Treasury(Nov),Treasury(Dec)&IRS Guidance政策Volta Foun

226、dation美国美国|两党基础设施法两党基础设施法20828 亿美元授予 20 家公司。DOE 公告 和 项目概况说明书图：加速/提升国内电池制造供应链:预期项目地点。来源：美国能源部。Cathode：正极；Anode：负极；Precursor：前体；Separator：隔膜；Processing：加工；Recycling：回收。10 大奖项（单位：百万美元）大奖项（单位：百万美元）Ascend Elements$481 MMSyrah Technologies$220 MMENTEK$200 MMMicrovast$200 MMICL-IP$197 MMSolvay$178 MMNOVONI

227、X$150 MMAlbemarle$150 MMPiedmont Lithium$142 MMAnovion$117 MM政策Volta Foundation加拿大加拿大|净零加速器和关键矿物战略净零加速器和关键矿物战略209新政策得到遗留贸易协定的帮助。加速净零排放在 7 年内投入 80 亿美元，用于加快大型排放源（包括汽车）的脱碳项目。优先考虑具有国内知识产权/供应链/制造的项目，或产生大量国内就业创造/保留关键矿产战略$3.8B 用于国内关键矿产价值链，在联邦预算中占分配尚未确定，但可能集中在锂、石墨、镍、钴、铜和稀土元素上专注于勘探/勘探、加快项目开发和审批、加工基础设施开发，这些政策

228、补充了美国 IRA，特别是在 FTA 合作伙伴或北美关键矿产和电池组件采购方面政策与美国IRA互补,特别是在FTA合作伙伴或北美关键矿产和电池构件采购方面加拿大的整个价值链目标和其他国家一样，加拿大有野心将下游价值链发展成为区域和全球市场领导者。勘探矿物提取材料加工先进制造回收确定矿藏并建设基础设施矿物提取、加工以及尾矿制备用于电池正负极的材料组装制造动力电池回收用于制造电池的矿物政策Volta Foundation欧盟欧盟|欧盟电池法规欧盟电池法规,创新基金创新基金2102022年生效,某些关键规定指标还未确定。欧盟的一些产业领导者将电池法规和其他工业政策视为IRA之后的竞争壁垒30亿欧元创

229、新基金 包括储能在内的“创新清洁技术制造”创新基金欧盟电池法规2022年12月9日电池法规更新Source:Circulor欧盟电池法规路线图12月欧盟发布电池法规1月1日，欧盟电池法规生效电动车和工业电池的碳足迹申报要求1月1日提高了循环再生电池中元素含量的最低要求（20%钴，85%铅，10%锂，12%镍.）铅仍为85%便携式电池回收率提高到70%回收率有效值增加：锂离子电池70%，80%的铅酸电池材料回收率增加：钴、镍、锂、铜含量为95%，95%、70%、95%；铅为95%1月1日对回收电池含量的最低要求（12%钴，85%铅，4%锂，4%镍）1月1日工业与动力电池的强制性性能和耐久性报告要

230、求电动汽车和工业电池的碳性能等级在1月1日前引入电子护照义务和电子信息交换便携电池的回收率提高到45%信息和标签要求从1月1日开始生效便携电池的回收率提高到65%回收效率值增加，锂电池65%、铅酸76%材料回收率提高：钴、镍、锂、铜含量为90%，90%、35%、90%；铅为95%7月1日遵守最大生命周期碳足迹阈值1月1日二级锂、钴和镍电池的强制归档，详细说明了原材料与回收材料的数量政策Volta Foundation英国英国|A2Z，基础设施，研发，基于市场的解决方案，基础设施，研发，基于市场的解决方案211发展较小规模的供应链面临着独特的挑战。政策根据最新COP 26 声明，要求到 2035

231、 年所有新汽车和货车的尾气完全零排放到 2030 年电气化所有汽车和货车商业车队的一项 4.22 亿英镑的投资（其中 2 亿英镑是政府的基石投资），由私营部门基金经理在商业基础上进行管理和投资。该基金致力于推动推出强大且多样化的公共电动汽车充电基础设施。到目前为止，CIIF 已经进行了四项投资：InstaVolt、Liberty Charge、char.gy 和 Zest.2.11 亿英镑的政府资金通过法拉第电池挑战赛确认用于电池研究绿色金融研究所-道路运输脱碳联盟采用金融优先政策方法为英国电池行业实施基于市场的解决方案Volta Foundation印度印度|电池制造拍卖结果和规则电池制造拍

232、卖结果和规则212联邦&州政策。拍卖结果于 2022 年公布，设施将在两年内建成。奖励将在五年内发放给印度制造的电池销售。选定的 3 个投标人：Reliance New Energy Limited、Ola Electric Mobility Private Limited 和 Rajesh Exports Limited 获得相当于$2.2 B USD 的奖励，由重工业部根据 PLI 计划分配产能。预计私营企业将创造约 95 GWh 的电池制造能力。国家消费者/需求激励国家产业/供应激励高达 10,000 卢比/千瓦时的细分补贴激励（125 美元/千瓦时)早鸟优惠报废福利道路税和登记费减免购

233、买 EV 的 SGST 金额报销提供超过联邦政府奖励的福利提供超过联邦政府奖励的福利电动汽车/电池公园的土地分配设立孵化中心对土地价值的资本支出提供补贴补贴能源成本无利息贷款国家特定的生产相关激励措施政策Volta Foundation印度尼西亚印度尼西亚&澳大利亚澳大利亚|商品巨头商品巨头213供应链发展的不同途径。印度尼西亚澳大利亚印尼希望发展一体化的电动汽车EV供应链，成为EV电池生产国和出口国。东南亚最大的经济体制定了雄心勃勃的目标，即到 2030 年生产容量为 140 吉瓦时(GWh)的电池.国有企业部(BUMN Pahala)副部长 Nugraha Mansury 表示，50 GW

234、h 可以出口到国外。据 Pahala 称，其余的将由印度尼西亚电池公司（IBC）用于在该国生产电动汽车.所需投资的价值估计为 238 万亿印尼盾（17B 美元）.印度尼西亚第一个在建电池厂是现代和 LG Energy Solutions 的 50:50 合资企业，靠近现代的电动汽车工厂，位于当前首都雅加达以东。政府支持帮助澳大利亚成为锂矿开采和提炼领域的全球领导者.新铜矿和镍矿的开发已致力于实现温室气体净零排放，以帮助获得 EPA 批准.澳大利亚的关键矿产战略：讨论文件未提及国家安全或中国，但暗示澳大利亚对中国主导关键矿产供应链的担忧.Future Battery Industries 设定目

235、标制定国家电池战略.2.2-28 亿美元寻求发展澳大利亚的清洁能源基础设施.政策Volta Foundation东亚东亚|保持现状保持现状214保护市场份额的新举措。中国韩国日本2023年1月1日至2023年12月31日期间购买新能源汽车，继续免征车辆购置税只有列入免征购置税新能源汽车车型清单的新能源汽车才有资格免税“产业政策扶持”助力中国连续第三次蝉联彭博新能源财经（BNEF）全球锂离子电池供应链排名榜首政府支持的电池联盟旨在更好地采购关键金属以支持该国的电池行业：现代、LGES、SK On、三星 SDI、浦项化学贸易、工业和能源部表示，韩国公司计划到 2030 年在当地投资 50 兆韩元（

236、350 亿美元），以开发主要用于电动汽车和工厂的二次电池先进技术.到 2030 年，KRW19.5trn 用于研发，另外还有 KRW30.5trn 用于国内设施投资.责任制电池战略的专家小组还设定了到2030年为电池制制造和供应链确保30,000名训练有素的工人的目标该面板已经设定了到2030年国内电动汽车和储能电池产能为150吉瓦时的目标，日本制造商的全球产能为600吉瓦时.估计需要来自私营和公共部门的 3.4 万亿日元（240 亿美元）用于发展.日本要求美国对非美国汽车制造商的电动汽车(EV)购买激励措施更加灵活政策Volta Foundation全球非政府组织和行业团体全球非政府组织和行

237、业团体|打造全球政策打造全球政策215政策影响者，强大的利益相关者。非政府组织世界银行/IFC/IDA-COP 27联合国-联合国秘书长安东尼奥古特雷斯呼吁建立“全球电池存储联盟”ICCT-支持多家零排放组织和电池技术研究行业团体Volta 基金-具有广泛计划的专业和行业团体，包括联盟建设、劳动力发展和政策宣传加速归零(A2Z)联盟-在 COP 27 上首次亮相长期储能委员会在 COP 26 上首次亮相，一年后监管/政策选择是一个优先主题零排放运输协会发布年度报告全球电池联盟-企业-政府-学术合作伙伴关系通过电池护照等行动合作伙伴关系帮助确保合规性政策Volta Foundation216第五

238、部分预测Volta Foundation预测预测|未来未来12个月个月1.相对于 2022 年的水平，对电池和电动汽车的投资将继续加速，特别是与本地和区域电池制造、电池材料、组件、设备供应链和电动汽车基础设施相关的主题。到 2023 年，电池和电动汽车投资的资金将达到450亿美元。2.Cell-to-Module 和 Cell-to-Pack 设计将走向成熟，并在量产汽车中实现商业化。3.由于供应链产能滞后于飙升的需求，电池原材料成本将增加。2023年NCM正极活性材料价格至少上涨10%。4.中试规模和超级工厂的制造规模扩大将遇到成长的烦恼，尤其是在美国和欧洲。2023 年将宣布至少 5 个新

239、的生产时间表延迟。5.随着全球原始设备制造商在实现规模经济的竞争中争夺市场份额，消费者的电动汽车价格将会下降。到 2023 年，类似 EV 产品线的 ASP（平均销售价格）将至少下降 10%。6.新型电池技术将因解决电动汽车以外的应用而受到关注，例如电网存储、可穿戴设备、无人机、机器人、物联网等。至少有 5 家新公司或现有公司将获得资助，为电动汽车以外的市场生产电池。7.美国将需要其他国家的援助，以启动其国内电池供应链和制造能力。IRA 激励措施将向目前与美国签订自由贸易协定的 20 个国家以外的国家开放。8.电动汽车市场渗透率继续加速全球电动汽车销量将首次突破1000万辆乘用车。217预测V

240、olta Foundation218Add Subsection DividerCredit:Black_Kira/Shutterstock结尾Volta FoundationEric Zheng Volta FoundationYen T.YehVolta FoundationAubert DemaraySpectraPowerCharlie ParkerRatel ConsultingKatherine HeTDK VenturesVolta FoundationNicholas YiuAbout:EnergyIntercalation主要作者（排名不分先后）主要作者（排名不分先后）Dis

241、claimer:The views expressed herein are solely those of the authors and contributors,and have not been reviewed or approved by any other organization,agency,employer or company.The primary purpose of this work is to educate and inform.The Content is for entertainment and informational purposes only a

242、nd you should not construe any such information as investment,financial,or other advice.Data and information is from publicly available sources and often self-reported by the companies.The authors and contributors declare no conflicts of interest in producing this report.219Mouda AbusukheilaSylvatex

243、,Inc.Nick AlbaneseThe Westly GroupKent GriffithUC San DiegoSriram BharathUC BerkeleyJeffrey BellLytenAndrew WengVolta FoundationJosh StillingAnzu PartnersJhalak SharmaConsulting-Auto,ManufacturingRohit KumarJohnson MattheyLinda JingVolta FoundationVolta Foundation翻译团队（排名不分先后）翻译团队（排名不分先后）220郑永为郑永为Vol

244、tage Foundation新能源情报局黄之问黄之问孚能科技何倩然何倩然TDK Ventures胡小毛胡小毛特隆美储能陈众陈众比亚迪李新李新Beckhoff自动化张秩燕张秩燕Echo Li特隆美储能陈鹏陈鹏Beckhoff AutomationUSA尚谷楠尚谷楠Wood Mackenzie孟星华孟星华硅源新能梁梦蕾梁梦蕾SEI Investments刘晓兆刘晓兆华南理工大学童谣童谣深职院霍夫曼研究院王淑慧王淑慧联泓（江苏）新材料研究院有限公司刘美汐刘美汐深圳市金捷新能源科技有限公司王全王全长江联合金融租赁有限公司沈俊沈俊Volta FoundationAUTHORSNotable Event

245、sEric Zheng,Volta FoundationIndustry Players&MovementsJosh Stilling,Anzu PartnersKatherine He,TDK VenturesCell ChemistryAubert Demaray,SpectraPower,Battery TalkJeffrey Bell,Lyten,Battery TalkMouda Abusukheila,SylvatexTechnology ApplicationsSriram Bharath,UC BerkeleyCosts&Supply ChainNick Albanese,We

246、stly GroupNicholas Yiu,Intercalation Station,About:EnergyManufacturingCharlie Parker,Ratel ConsultingRecyclingRohit Kumar,Johnson MattheyJhalak Sharma,Business Consulting参与编写参与编写221ResearchKent Griffith,UC San DiegoTalentAndrew Weng,Volta FoundationPolicyCharlie Parker,Ratel ConsultingPredictionsYen

247、 T.Yeh,Volta FoundationAubert Demaray,SpectraPower,Battery TalkCONTRIBUTORSINDUSTRYFrank Harley,GRSTSneha Solanki,LiminalMichael Liu,AppleSiyi Zhang,Lunar EnergyAntonio DiNunno,Munro&AssociatesRichard May,Columbia UniversitySivasambu Bohm,Imperial College LondonYao Tong,Shenzhen PolytechnicVivian Tr

248、an,University of MichiganXiaofeng(Cesar)Qin,RivianChristopher ChicoDhevathi Kannan,Nikola MotorsShashank Sripad,Carnegie Mellon UniversityCrystal Jain,Form EnergyInes Miller,P3Marian Cammerer,P3Simon Price,ExawattRosie Madge,ExawattEdward Rackley,ExawattBenedikt KonersmannDevashish Aneja,Invest Indi

249、aJeff Engler,Wright ElectricEden Yates,Cling SystemsRasmus Lindqvist,Cling SystemsAmol Wankhede,QuantaflareDerek MengRESEARCHAlex Cipolla,Anxer,Volta FoundationAndrew Wang,Intercalation,ColumbiaVikalp Raj,UT AustinLjalem Abrha,UT-AustinFan Yu,McGill UniversityShreyashree SChristian Daake,P3Marco Sin

250、iscalchi,University of OxfordJin Pan,ByteratGabe Hege,Amplabs,Volta FoundationSiva Bohm,Huzhou Institute of TechnologyIrina Agafonkina,Ariel UniversityDaniel Clark,Villara Energy SystemsPOLICYRadhika Shivaprasad,Ratel ConsultingDev Ashish Aneja,Vice President C4V-USA,Ex Head of Batteries&EVs for Inv

251、est India,Govt of IndiaSUPPORTERSZhiwen Huang,Farasis EnergyTim Suen,Volta FoundationBenjamin Lesel,NanoDian,Inc.Gibson Kawago,WAGA TanzaniaLuc Geysen,PSA GlobalDaren J.Clare,UP CatalystRmi CORNUBERT,STRAT ANTICIPATIONSingyuk Hou,Albemarle CorporationVincent BoissonneaultVolta Foundation感谢顾问委员会对本报告提

252、出的宝贵建议。Steve LeVineEditor,The ElectricJames FrithPrincipal,Volta Energy TechnologiesDee StrandChief Scientific Officer,Wildcat Discovery TechnologiesShirley MengProfessor,University of ChicagoChief Scientist,Argonne National Laboratory顾问委员会顾问委员会222Bob GalyenPrincipal,Galyen Energy LLCAnna Stefanopou

253、louProfessor,University of MichiganVolta Foundation独家合作媒体平台独家合作媒体平台223未经许可，严禁转载或用于任何商业用途。如有转载等合作意向，欢迎联系C。Volta Foundation“The Battery Report 2022.”Volta Foundation,X January 2022.Web.Date accessed.请根据以上格式恰当引用本报告引用要求引用要求224Creative Commons Attribution 4.0 International License如对赞助本报告或相关活动感兴趣，请联系spons

254、orshipvolta.foundation 和 ContactNernstEnerZ.com。反馈反馈关于报告的任何问题或建议，请联系ContactNernstEnerZ.com。授权许可授权许可赞助赞助Volta Foundation关于关于Volta Foundation225Volta Foundation基金会旨在利用社区的力量推动电池行业的发展。由代表超过2,000 个组织的 40,000 多名行业专家组成的社区，我们制作月度活动(Battery Brunch)、出版物(Battery Bits)、行业报告(Battery Report)和开放的沟通渠道(Battery Stree

255、t)。更多信息:https:/www.volta.foundation/Volta Foundation关于新能源情报局关于新能源情报局226新能源情报局电池是国内新能源、锂电池、电动汽车领域的首家国际化讯息媒体平台，侧重于全球产业新闻、商业投资、政策导向。新能源情报局以非盈利的方式运营，目标用户为该领域内的技术专家、商业领袖及有出海意愿的企业。新能源情报局下的旗舰项目包括同名微信公众号、视频号，电池圆桌派和电池年度报告。电池圆桌派线上论坛活动自2021年上线以来，已成功举办多期，汇聚了国内外锂电行业精英和头部企业，包括美国Ascent Elements电池回收公司、阿贡国家实验室、SES固态

256、电池公司、孚能科技等。电池年度报告为新能源情报局与美国电池非盈利组织Volta Foundation联合推出，汇集电池行业专家共同编写，在北美、欧洲和东亚产生广泛影响，获得美国雅虎财经、美通社等主流财经媒体的报道。新能源情报局母公司能斯特未来新能源（Nernst EnerZ）发源于美国硅谷，是一家集新能源领域产业咨询、技术咨询、风险投资、人才培养、行业技术交流于一体的初创公司。核心创业团队融合了来自于美国一线电动汽车公司、互联网公司和金融服务公司的高端人才，并依托于与时俱进的新能源电池技术与商业模式，旨在通过专业的经验和服务，进一步推进中美新能源产业研发、生产、供应链间的合作，专注于打造顶级产学研-投资-创业平台，促进中美高端人才联动，增强行业间技术交流，推动国家新能源事业的发展。更多信息请扫码关注更多信息请扫码关注